Sobre el Contrarresto de Vibraciones Libres por Forzamiento: Parte I-Forzamiento No Resonante y Resonante con Desplazamientos de Fase
Autores: Campos, Luiz M. B. C.; Silva, Manuel J. S.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Sobre el Contrarresto de Vibraciones Libres por Forzamiento: Parte I-Forzamiento No Resonante y Resonante con Desplazamientos de Fase
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Fuerzas
Energía
Oscilaciones
Frecuencia
Energía total
Frecuencias naturales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
La cuestión planteada es si las oscilaciones libres de un sistema continuo pueden ser suprimidas, o al menos la energía total reducida, aplicando fuerzas externas, utilizando como ejemplo las oscilaciones transversales lineales no amortiguadas de una cuerda elástica uniforme. La fuerza no resonante a una frecuencia aplicada, distinta de todas las frecuencias naturales, no interactúa con los modos normales, cuya energía permanece sin cambios, y añade la energía de la oscilación forzada, aumentando así la energía total, lo que es lo opuesto al resultado que se busca. La fuerza resonante a una frecuencia aplicada, igual a una de las frecuencias naturales, conduce a una amplitud que crece linealmente con el tiempo, y por lo tanto la energía crece cuadráticamente con el tiempo, lo que implica un aumento en la energía total después de un tiempo suficientemente largo. Es posible una reducción en la energía total durante un corto período, digamos durante el primer período de oscilación, optimizando la fuerza. En el caso de una fuerza concentrada, al optimizar su magnitud y ubicación, la energía total con la fuerza en un período se reduce en un modesto máximo del 2% en relación con la oscilación libre sola. La conclusión es similar para varias fuerzas concentradas. En el caso de una fuerza distribuida continuamente, al optimizar la distribución espacial, es posible reducir la energía de la oscilación total a una cuarta parte de la de la oscilación libre durante el primer período de vibración. Esto muestra que las fuerzas distribuidas continuamente son más efectivas en la supresión de vibraciones que las fuerzas puntuales.
Descripción
La cuestión planteada es si las oscilaciones libres de un sistema continuo pueden ser suprimidas, o al menos la energía total reducida, aplicando fuerzas externas, utilizando como ejemplo las oscilaciones transversales lineales no amortiguadas de una cuerda elástica uniforme. La fuerza no resonante a una frecuencia aplicada, distinta de todas las frecuencias naturales, no interactúa con los modos normales, cuya energía permanece sin cambios, y añade la energía de la oscilación forzada, aumentando así la energía total, lo que es lo opuesto al resultado que se busca. La fuerza resonante a una frecuencia aplicada, igual a una de las frecuencias naturales, conduce a una amplitud que crece linealmente con el tiempo, y por lo tanto la energía crece cuadráticamente con el tiempo, lo que implica un aumento en la energía total después de un tiempo suficientemente largo. Es posible una reducción en la energía total durante un corto período, digamos durante el primer período de oscilación, optimizando la fuerza. En el caso de una fuerza concentrada, al optimizar su magnitud y ubicación, la energía total con la fuerza en un período se reduce en un modesto máximo del 2% en relación con la oscilación libre sola. La conclusión es similar para varias fuerzas concentradas. En el caso de una fuerza distribuida continuamente, al optimizar la distribución espacial, es posible reducir la energía de la oscilación total a una cuarta parte de la de la oscilación libre durante el primer período de vibración. Esto muestra que las fuerzas distribuidas continuamente son más efectivas en la supresión de vibraciones que las fuerzas puntuales.