ruido y vibraciones


Práctica 1: Vibraciones libres
1.1 Objetivos
1. Comprender la respuesta de un sistema libre con y sin amortiguamiento
2. Comprender la influencia del amortiguamiento en la respuesta de un sistema libre.
3. Recordar el manejo del Working model.
1.2 Desarrollo
En un sistema de un grado de libertad como el de la figura 1.1

La respuesta estática fuera del equilibrio vendrá dada por laformula:

Teniendo en cuenta las fórmulas de obtención de la frecuencia natural y el sistema de un grado de libertad en Working Model con los siguientes valores:
M=100 Kg
K=1000 N/m
Se pide:
1. Obtener la frecuencia natural y el desplazamiento estático, tanto analítica como experimentalmente para un sistema sin amortiguamiento como se muestra en la gráfica de la Figura 1.2.



2. Calcularanalíticamente el amortiguamiento crítico y determinar las frecuencias naturales para diferentes valores de amortiguamiento, tanto analítica como experimentalmente:
a.i. CCcr (C=2000 N seg/m)
Amortiguamiento crítico:

i. ;;
ii.
iii.

3. Justificar los resultados obtenidos y mostrar las gráficas para los casos anteriores.

Práctica 2: Vibraciones forzadas
2.1 Objetivos:
1. Comprenderla respuesta de un sistema con excitación armónica.
2. Comprender la influencia de la relación de frecuencias en la variación del factor de amplificación dinámica en la respuesta de un sistema con excitación armónica.

2.2 Desarrollo
2.2.1 Caso 1
Se procederá a modelizar un sistema de un grado de libertad como el de la figura siguiente en Working Model:

Teniendo en cuenta el factor deamplificación de la respuesta estacionaria:

Partiendo de los siguientes datos iniciales:
M=100 Kg
K=1000 N/m
C=250 N seg/m
F=600*Cos(wt)

1. Determinar experimentalmente la frecuencia de resonancia y el desplazamiento dinámico máximos haciendo variar la frecuencia, para un sistema como el que se muestra en la figura

2. Estudiar el desplazamiento dinámico máximo para diferentes valores deamortiguamiento.
3. Justificar los resultados obtenidos y mostrar las gráficas en la memoria de prácticas para los casos anteriores.
2.2.2 Caso 2
Sobre la base de un sistema como el del caso anterior, pasaremos a estudiar la evolución del factor de amplificación dinámica en función de la relación de frecuencias, desplazándonos a través de la curva correspondiente al coeficiente relativo deamortiguamiento crítico de las mostradas en la siguiente figura.

Partiendo de los siguientes datos iniciales siguientes:
M=100Kg
K=5000 N/m
C=50 N seg/m
F=1000*Cos(wt)

Se pide:
1. Determinar experimentalmente los desplazmientos dinámicos para diferentes valores de frecuencia (ω=3, 10, 7,072 rad/seg), asi como el ángulo de fase entre la fuerza y la respuesta obtenida, para cada uno de loscasos, como se muestra en la figura
2. Justificar los resultados obtenidos y mostrar las gráficas en la memoria.

Práctica 3: Latido
3.1 Objetivos:
1. Comprender el concepto de latido en un sistema dinámico.
2. Comprender la influencia de la respuesta transitoria y estacionaria en la respuesta de un sistema.
3. Comprender la influencia del amortiguamiento.
3.2 Desarrollo
El fenómeno delatido se produce cuando la frecuencia de excitación es muy cercana a la frecuencia natural y se trata con sistemas no amortiguados. Si se considera un sistema de un grado de libertad como el de la figura 3.1:

La respuesta ante una excitación de tipo armónico es la siguiente (demostrado en la práctica):

Donde,

Siendo ε un número muy pequeño.
La representación gráfica de esta función es elfenómeno del latido que tiene la forma de la figura

En esta práctica se crea un sistema de 1 g.d.l en Working Model con los siguientes valores:
M=100Kg
K=5000 N/m
C=0 N seg/m;
Se pide:
1. Obtener la frecuencia de excitación que reproduzca el fenómeno del latido de forma similar a como se muestra en la gráfica de la figura.




2. Determinar el periodo del latido según la...