Vibraciones

VIBRACIONES MECÁNICAS
DEFINICIÓN: Una vibración mecánica es el movimiento de vaivén de las moléculas de un cuerpo o sistema debido a que posee características energéticas cinéticas y potenciales.
También puede definirse como un movimiento periódico, es decir, es un movimiento que se repite con todas sus características después de un cierto intervalo de tiempo llamado periodo de vibración,designado comúnmente por la letra T.
En cualquiera que sea el caso, la excitación es el suministro de energía. Como ejemplos de excitación instantánea tenemos el golpeteo de una placa, el rasgueó de las cuerdas de una guitarra, el impulso y deformación inicial de un sistema masa resorte, etc.
Como ejemplo de una excitación constante tenemos el intenso caminar de una persona sobre un puente peatonal,un rotor desbalanceado cuyo efecto es vibración por desbalance, el motor de un automóvil, un tramo de retenedores es una excitación constante para el sistema vibratorio de un automóvil, etc.
El tipo más sencillo de movimiento periódico es el armónico; en él, la relación entre desplazamiento (x) y tiempo (t) se puede dar por la siguiente ecuación:
x = xo Sen ω t
El estudio de las vibracionesmecánicas se puede separar en las siguientes formas principales:
Vibración libre: es cuando un sistema vibra debido a una excitación instantánea.
Vibración forzada: es cuando un sistema vibra debido a una excitación constante.
Esta importante clasificación nos dice que un sistema vibra libremente solo si existen condiciones iniciales, ya sea que suministremos la energía por medio de un pulso(energía cinética) o debido a que posee energía potencial, por ejemplo deformación inicial de un resorte.
Esta energía es disipada por el fenómeno llamado amortiguación, la cual en ocasiones es despreciable.
Aún cuando la energía es disipada durante la vibración, en el caso de la vibración forzada esta descompensada por la excitación constante.
Vibración amortiguada: es cuando la vibración de unsistema es disipada.
Vibración no amortiguada: es cuando la disipación de energía se puede despreciar para su estudio.
El amortiguamiento es un sinónimo de la pérdida de energía de sistemas vibratorios. Este hecho puede aparecer como parte del comportamiento interno de un material, de rozamiento, o bien, un elemento físico llamado amortiguador.

Vibración lineal: si los componentes básicos de unsistema tienen un comportamiento lineal, la vibración resultante es lineal.
Vibración no lineal: se produce si alguno de sus componentes se comporta como no lineal.
El comportamiento lineal de un elemento facilita su estudio, en la realidad todo elemento de comporta como no lineal pero los resultados de su estudio no difieren, en su mayoría, a los realizados si se consideran como elementoslineales.
Un ejemplo de ello es el resorte, donde según la ley de Hooke el comportamiento fuerza-deformación es lineal

Cuando el comportamiento vibratorio de un sistema se puede representar por medio de una ecuación matemática entonces se dice que la vibración es determinística, pero si se tiene que determinar por ecuaciones probabilísticas entonces la vibración es probabilística o Random.
Si elcomportamiento determinístico se repite de igual forma después de cierto tiempo, entonces la vibración es periódica, de lo contrario es no periódica.

Si las características de señal de la vibración de un sistema se asemejan a una señal senoide, entonces se dice que la vibración es senoide.
Una señal compleja a simple vista no se pude representar por medio de una ecuación matemática, pero si puedeser determinada por medio de senos y cosenos.

Toda señal compleja puede ser representada por la suma de senos y cosenos (llamados armónicas), este descubrimiento de Fourier adquiere importancia ya que el análisis de los armónicos de una señal nos puede revelar posibles fallas en una maquinaria.

Frecuencia natural: es la frecuencia propia de un cuerpo o sistema al poseer...