Determinação de frequências críticas de vibração em veios rotativos: guia de realização do trabalho prático

Abstract

Uma vibração mecânica é, em geral, produzida quando um sistema é deslocado da sua posição de equilíbrio estável. O sistema tende a voltar à referida posição sob a acção de forças ‘restauradoras’ (e.g. forças elásticas, forças gravíticas), atingindo-a com uma velocidade que o leva além desta posição. Como o processo se pode repetir com o tempo, o sistema mantém-se em movimento oscilatório ou periódico em torno da sua posição de equilíbrio, ou seja, vibra. As vibrações podem ser livres ou forçadas. As vibrações são livres quando o movimento periódico se mantém após a remoção da excitação. Se a causa perturbadora persiste durante o movimento, a vibração designa-se de vibração forçada. As vibrações livres descrevem o comportamento natural do sistema, ou seja, traduzem o seu modo natural de ibração. Se a frequência de vibração (frequência forçada) de um sistema iguala a frequência natural do mesmo, ocorre o fenómeno denominado de ressonância. Quando isto acontece, a amplitude de vibração aumenta brusca e fortemente, podendo levar o sistema ao colapso. Os veios, mesmo quando na ausência de cargas exteriores, deflectem durante a rotação. A deflexão máxima ocorre para valores de velocidades designados críticos, ou seja, quando a velocidade de rotação iguala a velocidade natural de vibração do sistema. As frequências críticas de vibração podem ser determinadas, teoricamente, pelo Método Rayleigh, e experimentalmente pela utilização do equipamento didáctico disponível no Laboratório de Órgãos de Máquinas e Tribologia. Aconselha-se um conhecimento consolidado da matéria leccionada nas aulas teóricas onde é abordado este assunto, embora aqui seja feita uma breve referência a alguns conceitos.