Vibraciones Mecanica

INTRODUCCION.El aumento permanente de las potencias en máquinas, junto con una disminuciónsimultánea de gasto de materiales, y la alta exigencia de calidad y productividadindustrial, hacen que el análisis dinámico de las vibraciones mecánicas enmáquinas e instalaciones industriales sea cada vez más exacto.El Ingeniero debe ser capaz de trabajar sobre vibraciones, calcularlas,medirlas, analizarel origen de ellas y aplicar correctivos.Hace más o menos 40 años, la temática de vibraciones mecánicas seconstituyó en parte integral de la formación de ingenieros mecánicos en lospaises industrializados.El fenómeno de las vibraciones mecánicas debe ser tenido en cuenta para eldiseño, la producción y el empleo de maquinaria y equipos de automatización. Asílo exige un rápido desarrollo tecnológicodel país.Aunque este artículo se enfoca hacia las vibraciones en sistemas mecánicos, eltexto y los métodos analíticos empleados son compatibles con el estudio devibraciones en sistemas no mecánicos.2. DEFINICION DE VIBRACIÓN.No existe una definición bien exacta de VIBRACION; más sin embargo, sepueden considerar como vibraciones, las variaciones periódicas temporales dediferentesmagnitudes.Específicamente, una vibración mecánica es el movimiento de una película o deun cuerpo que oscila alrededor de una posición de equilibrio.Al intervalo de tiempo necesario para que el sistema efectúe un ciclo completo demovimiento se le llama PERIODO de la vibración. El número de ciclos por unidadde tiempo define la FRECUENCIA del movimiento y el desplazamiento máximo delsistema desde su posición deequilibrio se llama AMPLITUD de la vibración.3. CAUSAS DE LAS VIBRACIONES MECANICAS.Son muchas, pero básicamente las vibraciones se encuentran estrechamenterelacionadas con tolerancias de mecanización, desajustes, movimientosrelativosentre superficies en contacto, desbalances de piezas en rotación u oscilación,etc.; es decir, todo el campo de la técnica.Los fenómenos anteriormente mencionadosproducen casi siempre undesplazamiento del sistema desde su posición de equilibrio estable originandouna vibración mecánica.4. CONSECUENCIAS DE LAS VIBRACIONES.La mayor parte de vibraciones en máquinas y estructuras son indeseables porqueaumentan los esfuerzos y las tensiones y por las pérdidas de energía que lasacompañan. Además, son fuente de desgaste de materiales, de daños por fatiga ydemovimientos y ruidos molestos." Todo sistema mecánico tiene características elásticas, de amortiguamiento yde oposición al movimiento; unas de mayor o menor grado a otras; pero esdebido aque los sistemas tienen esas características lo que hace que el sistema vibrecuandoes sometido a una perturbación "." Toda perturbación se puede controlar, siempre y cuando anexemos bloquesde control cuya función detransferencia sea igual o invertida a la función detransferencia del sistema "." Si la perturbación tiene una frecuencia igual a la frecuencia natural del sistema, laamplitud de la respuesta puede exceder la capacidad física del mismo,ocasionandosu destrucción ".5. MODELO MATEMATICO CLASICO. Laecuación general de las vibraciones es:(Ecuación 1 ).Donde Y es la magnitud que sufre variaciones periódicastemporales, P(t) lavariable de reforzamiento o fenómeno incidente de la vibración; a, b, y k son lasconstantes características del sistema.Utilizando transformada de Laplace, tenemos que:( Ecuación 2 )( Ecuación 3 )Observamos que la Ecuación 3 nos define la función de transferencia general denuestro sistema de vibración, lo cual facilita el modelamiento y elaboración desimulaciones.6. MODELAMIENTOGENERAL DEL MOVIMIENTO VIBRACIONAL:Un fenómeno incidente cualquiera puede provocar vibraciones en un sistema,por lo tanto, en términos generales y universales, el movimiento vibracional deun sistema afectado por un fenómeno incidente desencadenador de vibracionespuede ser:( Ecuación 4 )En donde a constituye las propiedades del sistema, P(t) la función deforzamiento, Y la magnitud que varía...