Conceitos de vibração Flashcards
O que é vibração?
Movimento oscilatório ou qualquer movimento que se repita após um intervalo de tempo.
Três componentes do sistema vibratório:
1 Massa(inércia)
2 Mola (rigidez ou elasticidade)
3 Amortecedor
Dos componentes do sistema vibratório quais dissipam e quais armazenam energia?
Massa armazena energia cinética
Mola armazena energia potencial
Amortecedor dissipa energia
O que são sistemas discretos e sistemas contínuos e como são distribuídas as massas em cada caso?
Sistemas discretos: GDL finitos e massa concentrada em determinados pontos.
Sistemas contínuos: GDL infinitos e massa distribuída por todo os sistema.
Molas em série estão sob ação da mesma ____________ e molas em paralelos estão sob ação do mesmo __________
- Série estão sob ação da mesa força.
- Paralelo estão sob ação do mesmo deslocamento.
O que é ressonância?
É quando a frequência da força externa coincide com alguma das frequência naturais do sistema, causando oscilações perigosamente grandes necessitando de amortecimento.
ω = ωn
Obs: A ressonância fornece o máximo de energia possível ao sistema, entretanto, sempre obtemos uma curva e nunca um pico, pois em casos reais sempre existem forças de amortecimento que acabam por dissipar um pouco de energia.
O que são graus de liberdade?
é o número mínimo de coordenadas independentes requeridas para determinar completamente as posições de todas as partes de um sistema.
Em resumo é quantos tipos de movimentos diferentes o sistema pode ter.
Vibração livre x Vibração forçada
- Vibração livre após uma perturbação inicial, continua a vibrar por conta própria.
- Vibração forçada o sistema está sujeito a força externa.
Quando há dissipação de energia (perda de energia) a vibração é do tipo _____________.
Amortecida
Em relação a magnitude o que é vibração determinística e vibração Aleatória?
- Vibração determinística é quando conhecemos o valor ou magnitude da força de excitação em qualquer instante.
- Vibração Aleatória é quando o valor ou magnitude da força de excitação não pode ser previsto.
DICA: Na folha 2 ou pág 31 do pdf RAO tem o gráfico das duas.
Uma viga em balanço com uma massa na extremidade pode ser modelada como um sistema massa mola?
sim, para uma análise rápida e de razoável precisão.
DICA: Pág 37 do pdf RAO
Mecanismo pelo o qual a energia de vibração é gradativamente convertida em calor ou som é chamado de ___________.
Amortecedor
é comum admitir-se que o amortecedor não tem massa nem elasticidade?
sim
A força de amortecimento só existe se ____________.
Houver uma velocidade relativa entre suas duas extremidades.
O que é o amortecimento viscoso?
Dissipação da energia ocasionada devido a resistência do fluído (ar, gás, água). Nesse caso a força de amortecimento será proporcional a velocidade do corpo vibratório.
O que é o amortecimento de Coulomb (atrito seco)?
Dissipação da força é causada pelo atrito de partes seca ou com lubrificação insuficiente.
O que é o amortecimento material ou sólido ou por histerese?
Quando um material se deforma elasticamente, ele tem atrito interno entre as partes que se movem devido a deformação. Esse atrito interno irá provocar dissipação de energia.
O que é movimento harmônico simples? MELHORAR ESSE CARD
Movimento Harmônico Simples é periódico (repete em intervalos de tempo iguais) e oscilatório (inverte de sentido).
O movimento é dado por:
X = A cos ωt e Y = A sen ωt , onde θ= ωt
Este tem a aceleração diretamente proporcional ao deslocamento (ω^2 x).
O que são harmônicos?
São múltiplos da frequência fundamental.
Sistemas com 2 massas ou 2 molas possuem pelo menos quantos graus de liberdade?
2
Sistemas oscilando em fase possui movimentos, amplitude e frequências ____________.
Um sistema que oscila em fases possui movimentos, amplitude e frequências iguais.
Sistema em defasagem possui movimentos ___________.
Sistema em defasagem possui os movimentos da massa diferentes, um atrasado em relação ao outro.
Em um sistema duas massas oscilam em movimentos de vai e vem contrários e de mesma amplitude, logo esse sistema está com uma defasagem de quantos graus?
180°
Como são as classificadas as vibrações em relação à força de excitação, amortecimento, comportamento e magnitude?
Força de excitação
- Livre: ausência de excitação externa
- Forçada: tem excitação externa
Amortecimento
- Amortecida: ocorre dissipação de energia e o sistema volta ao equilíbrio.
- Não amortecida: o movimento não para.
Comportamento
- Linear: y=ax
- Não linear: pelo menos 1 componente não se comporta linearmente
Magnitude
- Determinística: Magnitude conhecida em todos os pontos.
- Aleatória: magnitude de excitação não pode ser prevista.
Um sistema com 3 GDL possui quantos modos de vibrações e quantas frequências naturais?
- Para cada GDL tem-se 1 modo de vibrar
- Para cada modo de vibração tem-se 1 frequência natural [ωn]
Logo, para 3 GDL temos 3 modos de vibração e 3 frequências naturais.
Para a solução geral das equações de vibrações as constantes C1 e C2 ou A1 e A2 devem ser determinadas, para isto é necessário que se estabeleçam no mínimo quantas condições iniciais?
Para a solução da equação duas condições iniciais devem ser estabelecidas.
Qual o valor do fator de amortecimento (ς) e da constante de amortecimento (C) nos sistemas:
- Subamortecido
- Criticamente amortecido
- Superamortecido
Subamortecido
- fator de amortecimento: ς < 1
- constante de amortecimento: C < Cc
Criticamente amortecido
- fator de amortecimento: ς = 1
- constante de amortecimento: C = Cc
Superamortecido
- fator de amortecimento: ς > 1
- constante de amortecimento: C > Cc
onde Cc é o amortecimento crítico.
Qual é o único tipo de sistema com amortecimento que permite oscilação?
SUBAMORTECIDO, o único que permite movimento oscilatório.
Sistemas criticamente amortecido e superamortecido possuem movimentos __________.
Aperiódicos.
A frequência de vibração amortecida (ωd) é maior ou menor que a frequência natural (ωn) ?
Menor
ωd < ωn
O movimento aperiódico diminui exponencialmente no sistema __________.
Superamortecido.
fator de amortecimento: ς > 1
O que é decremento logarítmico?
Decremento logarítmico é a taxa de redução da amplitude de uma vibração livremente forçada.
O que é uma revolução?
é um ciclo completo, ou seja, um deslocamento de 2π rad.
O que é amplitude?
É o máximo descolamento de um corpo vibratório em relação à sua posição de equilíbrio.
O que é período de oscilação (τ) ?
é o tempo que o sistema leva para concluir um ciclo de movimento.
O que a frequência de oscilação (f) mede?
Mede a quantidade de ciclos por unidade de tempo. [Hertz]
O que são oscilações síncronas?
São oscilações que possuem a mesma frequência ou velocidade angular.
Não precisam ter a mesma amplitude e devem estar defasadas, ou seja, não atingem seus máximos ao mesmo tempo.
exemplo de movimentos sincronos x1 e x2:
X1 = A1.sen (wt)
X2 = A2.sen (wt+∅)
O que essa defasagem significa?
- X1 = A1 sen ωt
- X2 = A2 sen (ωt + ∅)
Significa que o vetor X2 está a frente do primeiro por um ângulo de ∅.
O máximo do segundo vetor ocorre em ∅ rad antes do primeiro vetor.
Frequências natural nula equivale a movimento de corpos ______________.
Rígidos.
Na prática reflete um modo de translação pura onde as massas andam juntas e a mola fica relaxada
A frequência natural pode ser alterada por meio do quê?
rigidez e massa.
Em um sistema com 3 molas, algo interessante ocorre quando atribuímos rigidez nula à primeira mola (k1 = 0), o que é?
Se o sistemas possui 3 molas, logo ele possui:
3 GDL – 3 modos de vibrar – 3 frequências naturais.
Se uma mola tem K=0, logo o sistema terá uma frequência nula
ω1= √(k/m) = 0
Isso indica que não há movimento relativo entre os corpos, ou seja, todos movem-se simultaneamente. Tal característica indica que o sistema move-se como um corpo rígido.
Até quantas frequências nulas podem ser obtidas para corpos rígidos no espaço?
É possível obter até 6 frequências nulas para corpos rígidos no espaço (3 graus de translação e 3 graus de rotação)
Molas mais rígidas aumentam a frequência natural do sistema?
Sim.
Um sistema mecânico com dois graus de liberdade, sujeito a vibrações, possui duas frequências naturais e dois modos de vibração. Cada modo de vibrar representa a forma do movimento do sistema em vibração ___________.
livre, com as condições iniciais definidas pelas componentes do modo.
Qual é a regra para o calculo de GDL?
Grau de liberdade = nº de massas no sistema X n° de movimentos possíveis que cada massa pode realizar.
Quantas equações de movimento há para um sistema de dois graus de liberdade?
Duas, uma para cada massa. As equações ficam na forma acopladas.
O que são equações acopladas (coordenadas generalizadas) e não acopladas (coordenadas principais) ?
Acopladas - cada equação de movimento envolve todas as coordenadas. (diagonal secundária da matriz)
Não acopladas (coordenadas principais) - cada equação movimento contem somente uma coordenada, podendo ser resolvida independente da outra.
Os elementos das matrizes, que caracterizam o acoplamento existente entre os dois graus de liberdade, são os elementos da
diagonal secundária.
Matriz cheia representa que o sistema com dois graus de liberdade tem acoplamento?
Sim.
Um motor sobre 4 molas, assume que as molas estão em paralelo ou série?
Paralelo
o conjunto de molas do Pneu e Suspensão estão em série ou paralelo?
Série.
Frequência crítica (velocidade crítica)
Chama-se velocidade crítica a rotação do motor em que a frequência de um dos harmônicos for igual a uma frequência natural de vibração do sistema.
O problema de balanceamento de uma máquina está associado basicamente a oscilações de elevada amplitude. Tais oscilações ocorrem em ______________.
em determinadas faixas de frequência, independente se são altas ou baixas.
O fator de amortecimento, que representa as características relativas de dissipação de energia de uma estrutura ou componente, depende de suas propriedades
inerciais, de flexibilidade e de dissipação.
Um sistema mecânico em vibração é modelado como sistema linear de dois graus de liberdade, um de translação e outro de rotação. Sendo desprezíveis os eventuais efeitos dissipativos ocorrentes no sistema, suas duas frequências naturais dependem das massas e das rigidezes envolvidas no sistema?
Sim.
Translação: ω= √(k/m)
Rotação: ω= √(kd/I) , onde I = inércia (tem massa) e d = distância do momento.
O que é velocidade crítica?
Velocidade quando o sistema está em ressonância (ωn).
O que são isoladores de vibração?
Reduzem a transmissão de forças de excitação de uma parte da máquina para outra.
Neutralizadores de massa ou absorvedores dinâmicos de vibração auxiliar são utilizados para?
Reduzir a resposta do sistema.
Os absorvedores dinâmicos são simplesmente outro sistema massa mola.
o ferro fundido é dotado de alto amortecimento interno?
sim.
O amortecimento pode ser introduzido por meio de juntas?
Sim, juntas parafusadas ou rebitadas permitem deslizamento estre as superfícies e dissipam energia.
Isolador passivo x Isolador ativo
Isolador passivo - Consiste em um membro resiliente (rigidez) e um dissipador de energia (amortecimento). Ex: Molas.
Isolador ativo - Composto por um servomecanismo dotado de um sensor, processador de sinal e um acionador.
A efetividade de um isolador é enunciado em termos de sua transmissibilidade. A transmissibilidade é definida como?
Transmissibilidade é a razão entre a amplitude da força transmitida e a força excitadora.
Quando uma máquina é parafusada diretamente a uma fundação rígida ou piso, a fundação estará sujeita à uma carga harmônica resultante do?
Carga harmônica resultante do desbalanceamento na máquina e aliado a carga estática preveniente do peso da máquina.
Por isso um membro elástico ou resiliente deve ser colocado entre a máquina e o piso para reduzir a força transmitida à fundação.
O que é o fenômeno de “batimentos” e quando ele ocorre?
Batimentos ocorrem em harmônicos que possuem frequências próximas que se somam, originando os batimentos.
Vibração forçada pode ser harmônica, não harmônica, periódica ou aleatória?
Sim.
