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Modelo lineal excitado por fuerza — un grado de libertad

Verificación de transmisión de fuerza SDOF por desbalance rotativo

Calcule la fuerza de excitación pico 1×, el desplazamiento en estado estacionario y la fuerza de soporte transmitida para un modo equivalente documentado de masa-resorte-amortiguador.

F₀=Uω²Amplitudes picoModelo de referencia — sin decisión de aceptación

Límite del modelo: la máquina y la cimentación son una masa participante rígida sobre un soporte lineal paralelo K–c, excitada por un componente de desbalance rotativo coherente en fase a 1× contra una base receptora fija. Las entradas deben describir el mismo modo y dirección. El modelo excluye modos acoplados/estructurales, flexibilidad de la base o del suelo, propiedades dependientes de la frecuencia, transitorios, no linealidad y criterios de aceptación.

Resultado SDOF de amplitud pico

Fuerza de excitación F₀,pico
Frecuencia natural sin amortiguamiento fₙ
Relación de frecuencias r
Desplazamiento X,pico
Transmisibilidad de fuerza TF
Fuerza de soporte transmitida FT,pico
Reducción de fuerza (negativo = amplificación)

Modelo de estado estacionario implementado

mẍ+cẋ+Kx=F₀cos(ωt)
ω=2πn/60  ;  F₀=Uω²
ωₙ=√(K/m)  ;  r=ω/ωₙ  ;  ζ=c/(2mωₙ)
D=√[(1−r²)²+(2ζr)²]
X=(F₀/K)/D
TF=√[1+(2ζr)²]/D  ;  FT=F₀TF

m es la masa participante combinada en kg, K es la rigidez equivalente en N/m, U se convierte de g·mm a kg·m por 10⁻⁶, n es rpm, ω y ωₙ son rad/s, X es la amplitud pico de desplazamiento en metros, y F₀ y FT son amplitudes pico de fuerza en newtons. La reducción de fuerza es (1−TF)×100%; un valor negativo significa explícitamente amplificación.

Fuente y verificación dimensional

MIT OpenCourseWare, Desbalance Rotativo deriva los componentes de fuerza armónica con amplitud meω². MIT OpenCourseWare, Aislamiento de Vibraciones deriva la respuesta SDOF excitada por fuerza y la relación de fuerza transmitida. Verificación de unidades: F₀=(kg·m)/s²=N; F₀/K=N/(N/m)=m.

Límites de interpretación

El resultado no es una tolerancia de balanceo, un valor de severidad de vibración, un diseño de cimentación ni un veredicto de seguro/inseguro. Ingrese solo masa equivalente, rigidez, amortiguamiento y desbalance respaldados por datos del proyecto. El desbalance total coherente en fase U significa el desbalance equivalente vectorial que produce el componente de fuerza 1× modelado; rotores o fases no relacionados no se pueden sumar simplemente como escalares. Las amplitudes pico no deben compararse directamente con límites RMS o pico a pico.

Resonancia ideal sin amortiguamiento

Cuando ζ=0 y r=1, el denominador de transferencia en estado estacionario es cero. El modelo lineal ideal no tiene respuesta armónica en estado estacionario finita. La calculadora informa esa singularidad explícitamente; los sistemas reales requieren amortiguamiento medido/modelado y análisis transitorio cerca de la resonancia.

©2024–2026 Vibromera

Aritmética de referencia lineal SDOF, no un cálculo normativo de balanceo, aceptación de vibración o diseño de cimentación. Revisión científica: julio 2026.

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