Vibraciones

Capítulo 2: Conceptos de vibraciones ____________________________________________________________

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2 Conceptos de vibraciones

2.1 Vibraciones
La vibración es una oscilación mecánica en torno a una posición de referencia. Es la variación, normalmente con el tiempo, de la magnitud de una cantidad con respecto a una referencia específica cuando dicha magnitud sehace alternativamente más grande y más pequeña que la referencia. La vibración es el resultado de fuerzas dinámicas en las máquinas o estructuras que tienen partes en movimiento o sometidas a acciones variables. Las diferentes partes de la máquina vibrarán con distintas frecuencias y amplitudes. La vibración puede causar molestias y fatiga. A menudo es la última responsable de la "muerte" de lamáquina. Además, muchas veces es un efecto molesto y destructivo de un proceso útil, aunque en otros casos es generada intencionadamente para desarrollar una tarea. La vibración y el ruido, definido como sonidos no deseados, están estrechamente relacionados. El ruido es simplemente una parte de la energía de la vibración de una estructura que se transforma en variaciones de presión. La mayoría de losproblemas de ruidos y vibraciones están relacionados con el fenómeno de la resonancia. Siempre va a existir algún nivel de ruido y de vibración en los procesos dinámicos. Las medidas de los ruidos pueden ser comparadas con los estándares internacionales para determinar si están dentro de unos límites aceptables. En algunos casos las medidas de vibraciones pueden ser comparadas con lasespecificaciones del fabricante de la máquina. Muy a menudo un problema de vibración de la máquina puede indicar un fallo o un mal funcionamiento en la misma. Normalmente tiene su origen en los efectos dinámicos de las tolerancias de fabricación, rozamientos, fuerzas desequilibradas en elementos en rotación, el contacto entre elementos que están rodando, balanceando o deslizando, etc. A menudo, pequeñasvibraciones insignificantes pueden excitar las frecuencias de resonancia de otras partes de la estructura y pueden ser amplificadas a vibraciones mayores y pueden llegar a ser fuentes de ruidos. Pero no siempre son nocivas e indeseadas, ya que algunas veces las vibraciones desarrollan un trabajo muy útil. Por ejemplo se generan intencionadamente en martillos neumáticos y algunas máquinas compactadoras.2.2 Definiciones
Se dice que un cuerpo está vibrando cuando describe un movimiento oscilatorio en torno a una posición de equilibrio. El número de veces que tiene lugar el movimiento cíclico completo en un segundo se conoce como frecuencia, y se mide en hertzios (Hz). La frecuencia es igual a la inversa del período. Multiplicando la frecuencia por 2π, se obtiene la frecuencia angular, que esproporcional a la raíz cuadrada de la rigidez k dividida entre la masa m. Un aumento de la masa en un sistema que se encuentra
ANÁLISIS MODAL OPERACIONAL: TEORÍA Y PRÁCTICA

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vibrando produce un aumento del período, es decir, una disminución de la frecuencia. Laamplitud de la vibración es la característica que describe la intensidad de la misma. El valor de pico a pico indica la distancia entre el máximo y el mínimo valor alcanzados por la señal. Es un parámetro importante para aplicaciones en las que el desplazamiento vibratorio de una parte de la máquina es crítico para obtener las máximas tensiones o para consideraciones de rozamientos. El valor depico es el máximo que alcanza la curva, sin tener en cuenta el resto de la señal. Es particularmente útil para medir el nivel de golpes de corta duración. El valor medio de la señal tiene en cuenta toda la señal y su interés práctico es muy reducido puesto que no guarda relación alguna con ninguna cantidad física de utilidad. Su expresión viene dada por:

Valor medio =

1 T

T

x(t ) dt...