Vibración torsional con amortiguamiento viscoso

VIBRACIÓN TORSIONAL CON AMORTIGUAMIENTO VISCOSO

INTRODUCCIÓN

A través de la historia, grandes matemáticos elaboraron importantes aportaciones que hicieron del fenómeno de las vibraciones toda una ciencia, tan así que hoy en día se ha convertido en una de las mas estudiadas y aplicadas en la industria.

La razón principal para analizar y diagnosticar el estado de una maquina es determinarlas medidas necesarias para corregir la condición de vibración – reducir el nivel de las fuerzas vibratorias no deseadas y no necesarias. De manera que, al estudiar los datos, el interés principal deberá ser la identificación de las amplitudes predominantes de la vibración, la determinación de las causas, y la corrección del problema que ellas representan.

Una vibración mecánica es elmovimiento de una partícula o de un cuerpo que oscila alrededor de una posición de equilibrio. Los cuerpos que se mueven con velocidad moderada a través de un fluido, encuentran un amortiguamiento viscoso. El amortiguamiento esta asociado con la disipación de energía.

En la mayoría de las maquinas y de las estructuras las vibraciones son indeseables porque aumentan los esfuerzos mecánicos y lasperdidas de energía que los acompañan. Por consiguiente deben eliminarse lo máximo que sea posible mediante diseños apropiados. En los últimos años se ha hecho mucho mas importante el análisis de las vibraciones, debido a la tendencia actual de construir máquinas de mayores velocidades y estructuras más livianas.

Generalmente se presenta una vibración mecánica cuando se separa un sistema de suposición de equilibrio estable. El sistema tiende a regresar a esa posición bajo la acción de fuerzas de recuperación (ya sean fuerzas elásticas como en el caso de una masa suspendida de un resorte, o fuerzas gravitacionales como en el caso de un péndulo). Pero generalmente el sistema llega a su posición original con cierta velocidad que ha adquirido, la cual hace que el sistema sobrepase dicha posición.Como el proceso puede repetirse indefinidamente, el sistema se mantiene en movimiento hacia uno y otro lado de su posición de equilibrio.

Cuando el movimiento se debe únicamente a las fuerzas de recuperación se dice que la vibración es una vibración libre. Cuando al sistema se aplica una fuerza periódica, se describe el movimiento resultante como una vibración forzada. Cuando se puedendespreciar los efectos de rozamiento se dice que la vibración es no amortiguada. Sin embargo, en cierto grado todas las vibraciones son realmente amortiguadas.

Casi todos los ingenieros se encuentran con el análisis de problemas de vibración. Al ingeniero mecánico le interesan las vibraciones en la maquinaria, al ingeniero civil en las estructuras y al ingeniero en electrónica en los circuitos.OBJETIVO

1. Determinar experimentalmente la constante de amortiguación, la relación y el decremento logarítmico para un sistema torsional libre amortiguado.
MARCO TEORICO

 Elementos de inercia.

El movimiento de traslación de una masa se describe como el movimiento a lo largo de la trayectoria que sigue el centroide. La propiedad de inercia asociada depende solo de la masa del sistema. Sinembargo, la propiedad de inercia de una masa que esta sujeta a movimientos de rotación es una función de la distribución de la masa, en especial del momento de inercia de la masa, el cual se define casi siempre con respecto a su centroide o un punto fijo.

 Elementos de rigidez.

Los elementos de rigidez almacenan y liberan energía potencial de un sistema. Para examinar cómo se define laenergiza potencial, un resorte se mantiene fijo en el extremo, y por el otro extremo una fuerza de magnitud F sigue la dirección del vector unitario j. Bajo la acción de esta fuerza, el elemento se estira desde una longitud inicial o sin estiramiento LO hasta una longitud LO + x en la dirección de j. al sufrir esta deformación, la relación entre F y x puede ser o no lineal.

 Resortes de...