Absorbedor dinámico
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Absorbedor dinámico Existen situaciones donde las vibracionesmecánicas pueden ser deseableso indeseables. Vibraciones indeseablesson aquellas que generan molestiay/o peligro, degradación y fallaestructural, etc. De hecho, altosniveles de vibración son inherentesal diseño de máquinasy vehículos. Por ejemplo, motores reciprocantesgeneran fuerzas periódicas, las cuales deben ser aisladas del interior de vehículos, así como las vibraciones del cigüeñaldeben ser reducidas para prolongarsu vida útil. Las diversas técnicasde reducciónde vibraciones pueden ser caracterizadas dinámicamente. Considerando una excitaciónf(t) aplicada a un sistema(S), cuya respuestaes y. Si el objetivo es reducir ya un nivel aceptable,existen 3 caminos generales para ello: Aislamiento, para suprimir o reducir las excitaciones f(t). Modificacióndel sistema S, tal que las vibraciones sean aceptables. Control, para absorbero disiparvibraciones yusando dispositivos externos.
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vibraciones
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Absorbedor dinámico
Existen situaciones donde las vibracionesmecánicas pueden ser deseableso indeseables.
Vibraciones indeseablesson aquellas que generan molestiay/o peligro, degradación y fallaestructural, etc.
De hecho, altosniveles de vibración son inherentesal diseño de máquinasy vehículos.
Por ejemplo, motores reciprocantesgeneran fuerzas periódicas, las cuales deben ser aisladas del interior de vehículos, así como las vibraciones del cigüeñaldeben ser reducidas para prolongarsu vida útil.
Las diversas técnicasde reducciónde vibraciones pueden ser caracterizadas dinámicamente.
Considerando una excitaciónf(t) aplicada a un sistema(S), cuya respuestaes y.
Si el objetivo es reducir ya un nivel aceptable,existen 3 caminos generales para ello:
Aislamiento, para suprimir o reducir las excitaciones f(t). Modificacióndel sistema S, tal que las vibraciones sean aceptables. Control, para absorbero disiparvibraciones yusando dispositivos externos.
Control de vibraciones
El control de vibraciones tiene 2categorías:
Control pasivo Control activo
La primerausa controladores pasivos, es decir aquellos que norequieren de potencia externa.
En estos dispositivos el sensadoes implícitoy el controlse produce por una fuerza generadapor la vibracióndel dispositivo.
Dos ejemplos comunes son: el absorbedorde vibraciones y los amortiguadores.
Absorbedor de vibraciones sin amortiguamiento
Considerando el sistema en el que m2y k 2inicialmente noestán presentes.
La masa m1está siendo excitadaperiódicamente cercade su resonanciapor:
Si el desplazamiento z1es excesivo, podemos introducirun absorbedor dinámico,
consistente en m2y k 2.
Las ecuacionescorrespondientes serán:
Como el objetivoes analizar el estado estacionario de z1y z2, hallaremos la respuesta en frecuenciausando:
Sustituyendolas respuestas y dividiendoporsinwt :
Las amplitudes de z1y z2son realesy su signoindica si están en o fuera de fase con F0.
Resolviendoel sistema:
Además:
Para de z1, se observa que es igual a cerocuando el enumerador1−Ω22es igual a
cero.
Es decir, cuando la frecuencia naturaldel absorbedores la mismaque la frecuencia de la excitación.
En esa condición , la amplituddel movimiento del absorbedorserá:
Por tanto, la fuerzaejercida por el absorbedor sobre m2es:
La cual balanceaexactamente la fuerza aplicada F0.
Esto sóloocurre cuando exactamente.
El desplazamiento z2usualmente será bastante grande, lo cual debe ser considerado en el diseño.
Se muestra el desplazamiento z1versus Ω1.
Para valores de Ω1cercanos a 1, el desplazamientode m1puede llegar a ser muygrande.
Ello debido a las 2resonancias correspondientes al sistema total.
Si el absorbedornoestá exactamente sintonizadocon la masa m1obtendremos:
En ese caso tambiéntendremos cancelamiento, pero noen una frecuencia coincidentecon ω1.
Estos absorvedoresson más efectivosen frecuencias únicas.
Pero si deseamos reducir los picos, debemos introducir amortiguamiento.
