Amortiguamiento

Archiu:Damped spring.gif

Amortiguamiento

Archiu:Buggy shock tower.jpg

Esmortidors de torre en un Buggy

La amortiguación o amortiguamiento es definix com la capacitat d'un sistema o cos per a dissipar energia cinètica en un atre tipo d'energia. Típicament els esmortidors dissipen l'energia cinètica en energia tèrmica i/o en energia plàstica (i.g. atenuador d'impactes), és dir, la funció d'un esmortidor és rebre, absorbir i mitigar una força tal, ya siga perque s'ha dispersat o perque l'energia s'ha transformat de manera que la força inicial s'haja fet menor. Quant millor siga la amortiguación de la força inicial, menor serà la força rebuda sobre el punt final.

El amortiguamiento és un paràmetro fonamental en el camp de les vibracions, també en el desenroll de models matemàtics que permeten l'estudi i anàlisis de sistemes vibratorios, com lo són: estructures metàliques, motors, maquinària rotativa, turbinas, automòvilés, etc. Açò va encaminat a la teoria de que tot sistema vibratorio (regularment sistemes mecànics) té la capacitat de dissipar energia. Per al control de vibracions i impactes en maquinària s'utilisa el concepte de amortiguamiento com una tècnica per a dissipar energia del sistema, manipulant aixina l'amplitut de vibració en el sistema i atres paràmetros d'estudi.

Existixen molts invents que apliquen els principis de les forces mecàniques els quals tenen l'objectiu d'anular o dissipar un impacte.

També, amortiguación és el malbarat d'energia en una estructura mecànica i la seua conversió en calor. Hi ha varis mecanismes de amortiguación, els més importants són la amortiguación Coulomb i la amortiguación viscosa.

Tipos de amortiguamiento

Un sistema mecànic que posseïxca massa i elasticitat tindrà una freqüència natural i ademés la particularitat d'aplegar a vibrar; si se li proporciona energia al sistema este tendirà a vibrar, o si una força externa actua en el sistema en certa freqüència, el sistema podria entrar en un estat de resonància i açò a la seua volta significaria una condició d'alta vibració i el sistema es torna inestable i dispost a fallar. En tot açò es fonamenta l'importància de l'estudi del amortiguamiento, principalment en ingenieria mecànica.

Existixen diferents mecanismes o tipos de amortiguamiento, segons siga la seua naturalea:

• Amortiguamiento decorregut. Es produïx per la resistència d'un decorregut al moviment d'un sòlit, sent este viscós o turbulento.
• Amortiguamiento per histéresis. S'ocasiona per la fricció interna molecular o histéresis, quan es deforma un cos sòlit.
• Amortiguamiento per fricció seca. És causat per la fricció cinètica entre superfícies deslizantes seques ( $F=\mu N$ ).

Força de amortiguación en decorreguts (règim llineal)

Existixen diverses modelización de amortiguamiento, la més simple d'elles consta d'una partícula o massa concentrada, que va perdent velocitat baixe l'acció d'una força de amortiguamiento proporcional a la seua velocitat:

a on:

• F és la força d'oposició al moviment medida en Newton.
• C és el amortiguamiento real del sistema medit en N/(m/s).

dx/dt és la velocitat del sistema medida en m/s. Este model és aproximadament vàlit per a modelizar la amortiguación per fricció entre superfícies de sòlits, o el frenat d'un sòlit en el sí d'un decorregut en règim laminar.

Un atre model que generalisa a l'anterior és la amortiguación que es dona en una edificació durant una sacsada sísmica o una atra situació dinàmica equiparable. En eixe model sobre cada planta apareixerà una força d'atenuació donada per:

A on:

$F_i$ és la resultant de amortiguamiento sobre el forjat de la planta i-ésima.

$C_{ij}$ és un element de la matriu de amortiguamiento $𝐂$ de l'estructura.

$x_j$ el desplaçament global de la planta j-ésima.

De manera pràctica, la matriu de amortiguamiento s'aproxima per una matriu que siga combinació de la matriu de massa i la matriu de rigidea de l'estructura:

A on ${\tau }_1,{\tau }_2$ són dos temps característics que deuen ajustar-se experimentalment. Si s'introduïxen les anomenades coordenades normals llavors el coeficient de amortiguamiento considerat en les normes sísmiques es relaciona en les freqüències pròpies i els temps anteriors per mig de la relació:

Bibliografia

Irwin, J.D; Graf, E.R (1979). «Industrial noise and vibration control», Prentice Hall, New Jersey.

Vore també

• Barrera de contenció
• Equivalència estàtica
• Etapa de potència, factor de amortiguación.
• Sistema de referència inercial