¿Cuáles son las características de las vibraciones?

¿Cuáles son las características de las vibraciones?

Frecuencia de vibración

Q. Wang, Y. Zhao, F. Lin, H. Fu, y X. Du, “Research on vibration characteristics and its key influencing factors of new mechanical elastic wheel,” Journal of Vibroengineering, Vol. 18, No. 8, pp. 5337-5352, Dic. 2016, https://doi.org/10.21595/jve.2016.16952

[1]Y. Zhao, Q. Wang, F. Lin, H. Fu y X. Du, “Research on vibration characteristics and its key influencing factors of new mechanical elastic wheel”, Journal of Vibroengineering, vol. 18, n.º 8, pp. 5337-5352, dic. 2016, doi: 10.21595/jve.2016.16952.

Zhao, Youqun, Qiang Wang, Fen Lin, Hongxun Fu y Xianbin Du. “Investigación sobre las características de la vibración y sus factores clave que influyen en la nueva rueda mecánica elástica”. Journal of Vibroengineering 18, nº 8 (31 de diciembre de 2016): 5337–52. https://doi.org/10.21595/jve.2016.16952.

Resumen. Este artículo presenta las características de vibración y sus factores clave de influencia de una nueva rueda mecánica elástica (MEW). La MEW fue modelada como un anillo sobre cimientos elásticos (REF) con rigidez de resorte distribuida en las direcciones radial y tangencial. Las soluciones forzadas generales de la vibración inextensible se derivaron mediante el uso de una técnica de expansión modal y el método de Arnoldi, y la precisión de las soluciones se validó mediante simulación FEM y pruebas modales bajo suspensión libre y diversas situaciones de carga. Las frecuencias naturales y las formas modales de la MEW giratoria pudieron obtenerse bajo suspensión libre y diversas situaciones de carga. Además, se investigaron los efectos de las distintas velocidades de rotación, la carga y el diferente número de bisagras en las frecuencias naturales. Por último, también se analizó el efecto de un número diferente de bisagras en la relación de amortiguación de los modos radiales de la MEW. Los resultados del análisis reflejan la ley objetiva de las características reales de vibración del MEW, y proporcionan una referencia para la optimización de la estructura del MEW y las características de vibración de todo el vehículo.

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Amplitud de las vibraciones

Los captadores de energía cinética convierten la energía de las vibraciones en energía eléctrica utilizable. Funcionan mejor cuando se adaptan a su entorno. En particular, la frecuencia de resonancia de un cosechador resonante debe coincidir con la frecuencia de vibración; de lo contrario, la energía cosechada disminuye considerablemente. Por lo tanto, es importante conocer lo mejor posible las características de vibración del entorno. Este trabajo se ocupa de las vibraciones en entornos domésticos, como las vibraciones pasivas de estructuras sólidas, como paredes y techos, o las vibraciones activas de dispositivos domésticos. Se presta especial atención a las vibraciones variables en el tiempo, es decir, a las vibraciones cuyas características varían con el tiempo. Los resultados dan lugar a directrices para el montaje de cosechadores de energía cinética y para el diseño de cosechadores útiles. También presentamos un nodo sensor inalámbrico de menos de 10 μW para la medición de la temperatura doméstica. El pequeño consumo de energía significa que las vibraciones con pequeñas amplitudes de aceleración son suficientes para alimentarlo mediante la recolección de energía cinética.

Tipos de vibración en física

Para otros usos, véase Vibración (desambiguación) y Vibrar (desambiguación).La vibración es un fenómeno mecánico por el que se producen oscilaciones alrededor de un punto de equilibrio. La palabra viene del latín vibrationem (“sacudir, blandir”). Las oscilaciones pueden ser periódicas, como el movimiento de un péndulo, o aleatorias, como el movimiento de un neumático en un camino de grava.

En muchos casos, sin embargo, la vibración es indeseable, ya que desperdicia energía y crea un sonido no deseado. Por ejemplo, los movimientos vibratorios de los motores, los motores eléctricos o cualquier dispositivo mecánico en funcionamiento suelen ser indeseables. Estas vibraciones pueden deberse a desequilibrios en las piezas giratorias, a una fricción desigual o al engranaje de los dientes. Los diseños cuidadosos suelen minimizar las vibraciones no deseadas.

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Los estudios sobre el sonido y las vibraciones están estrechamente relacionados. El sonido, o las ondas de presión, se generan al vibrar estructuras (por ejemplo, las cuerdas vocales); estas ondas de presión también pueden inducir la vibración de estructuras (por ejemplo, el tímpano). Por ello, los intentos de reducir el ruido suelen estar relacionados con los problemas de vibración[1].

Ejemplos de vibración

La rigidez, la longitud original y la deformación inicial del muelle horizontal, en la figura 1, se definen como , , y . representa la rigidez del muelle vertical. La fuerza de restauración elástica vertical del modelo puede expresarse en la forma

De acuerdo con las normas de evaluación del confort del ocupante del vehículo (tumbado), el confort del ocupante se ve afectado principalmente por la aceleración de la vibración vertical. Sin tener en cuenta las otras dos direcciones de vibración, en la figura 3 se muestra un modelo de 2DOF del sistema de amortiguación de la ambulancia sobre orugas, que incluye lo siguiente  la calidad de la camilla y del cuerpo decubital; la calidad del carro; la rigidez del amortiguador de rigidez cero; la amortiguación del amortiguador de rigidez cero; la rigidez del amortiguador de goma; la amortiguación del amortiguador de goma; y el desplazamiento de la base de la camilla, el desplazamiento del carro y el desplazamiento del chasis.

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