Fundamentos de Vibrações: Introdução à Mecânica Vibratória, Resumos de Dinâmica dos Sistemas

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Disciplina: Mecânica Vibratória

Aula 1: Fundamentos de Vibrações

Professora: Simara Moraes Vasconcelos

Centro Universitário do Norte

Escola de Arquitetura, Engenharia e TI

TÍTULO DO SLIDE

Apresentação Olá, pessoal! Vamos começar nossa primeira aula, abordando os fundamentos sobre vibrações. Desejo que seja um momento agradável e de aprendizagem a todos. Bom Estudo!

Matemática

• Equações diferenciais;
• Transformadas de Fourier e Laplace. Física
• Oscilações;
• Acústica;
• Mecânica Geral.

Aspectos Históricos A vibração está presente nos primeiros tempos da história da humanidade. Instrumentos rudimentares, como apitos e tambores têm no seu princípio de funcionamento, um problema vibratório como essência.

• Pitágoras ( 570 - 497 AC): é considerado o primeiro a investigar sons musicais com base científica.
• Na China, Zhang Heng , percebe a necessidade de desenvolver um instrumento para medir terremotos. Em 132 d. C. ele inventou o primeiro sismógrafos.
• A corda vibratória também foi estudada por Galileu Galilei ( 1564 - 1642 ), que foi primeiro a mostrar que o tom está relacionado com a frequência de vibração.
• Rayleigh ( 1877 ): publicou o livro sobre teoria do som que é considerado no assunto o clássico de som e da vibração.
• Isaac Newton : A segunda lei do movimento de Newton é rotineiramente usada em livros modernos sobre vibrações, para derivar as equações de movimento de um corpo vibrante.

Importância do estudo da Vibração

• Desgastes em peças como rolamento, engrenagens e ruídos excessivo e afrouxamento de elementos de fixação podem ter origem na vibração;
• A ressonância resulta em flexões excessivas e falhas;
• A vibração pode causar no ser humano desconforto, fadiga, danos físicos e perda de eficiência.

Aplicação: Exemplo de ressonância Sempre que a frequência natural de vibração de uma máquina ou estrutura coincidir com a frequência de excitação externa, ocorre um fenômeno conhecido como ressonância, que resulta em deflexões e falhas. A ponte de Tacoma desabou durante uma vibração induzida pelo vento.

Vibrações no Cotidiano

Link https://www.youtube.com/watch?v= 3 WP-ZDIMfQ 4 https://www.youtube.com/watch?v=MRjD 4 NXSRaU

Conceito de Vibração É qualquer movimento que se repete, regular ou irregularmente, depois de um intervalo de tempo. Aplica-se este conceito

• A uma partícula
• A um corpo rígido
• A um sistema de partículas
• A um sistema de corpo rígido O movimento de um pêndulo e da corda de um violão são exemplos simples de vibrações no mundo real. Em engenharia estes movimentos ocorrem em elementos de máquinas e nas estruturas, quando estes estão submetidos a ações dinâmicas. Conceitos Básicos de Vibração

Partes elementares de sistemas vibratórios

• Meio para armazenar energia potencial
  • Mola ou elasticidade
• Meio para armazenar energia cinética
  • Massa ou inércia
• Meio de perda gradual de energia
  • amortecedores Conceitos Básicos de Vibração

Fundamentos de VibraçõesConceitos Básicos de Vibração

• massas ou inércias: armazenam energia potencial gravitacional (associada à posição) e energia cinética (associada à velocidade), sendo que esta última pode ser de translação e/ou de rotação; em muitos casos a energia potencial gravitacional pode ser desprezada em comparação com a energia cinética.
• molas: armazenam energia potencial elástica, associada à deformação elástica que o corpo sofre.
• amortecedores: dissipam energia mecânica sob forma de calor e/ou som.

Graus de liberdade

É o número mínimo de coordenadas independentes necessárias a descrever completamente o movimento de todas as partes que compõem um sistema vibratório. A Figura mostra exemplos esquemáticos de sistemas com um, dois e três graus de liberdade. Se um sistema possui pelo menos um grau de liberdade, os valores das variáveis que descrevem o estado do sistema (posição, velocidade, aceleração) devem ser especificados. Para isto é necessário que se escolha um sistema de coordenadas. Conceitos Básicos de Vibração

Sistemas contínuos e discretos

Os sistemas vibratórios podem ser agrupados em discretos e contínuos. Os sistemas discretos são aqueles que podem ser subdivididos em partes de forma que cada uma delas possua um determinado número de graus de liberdade, levando a um número finito de graus de liberdade do sistema global, sendo também chamados de sistemas com parâmetros concentrados. Os sistemas contínuos não podem ser divididos, possuindo um número infinito de graus de liberdade sendo também conhecidos como sistemas com parâmetros distribuídos. Conceitos Básicos de Vibração

Vibração

É qualquer movimento que se repete, regular ou irregularmente, depois de um intervalo de tempo. O movimento de um pêndulo e da corda de um violão são exemplos simples de vibrações no mundo real. Em engenharia estes movimentos ocorrem em elementos de máquinas e nas estruturas, quando estes estão submetidos a ações dinâmicas.

Vibrações Livre e vibração Forçada

• Vibração livre é aquela produzida por uma perturbação inicial que não persiste durante o movimento vibratório. Como exemplo tem-se a vibração do pêndulo simples. Depois de deslocado de sua posição de equilíbrio, o pêndulo simples permanece em movimento oscilatório sem que nenhum efeito externo intervenha.
• Vibração forçada é provocada por um efeito externo que persiste durante o tempo em que o movimento vibratório existir. O movimento de um rotor desbalanceado é típico de uma vibração forçada. Classificação da Vibração