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Modèle linéaire excité par une force — un degré de liberté

Vérification de la transmission de force SDOF pour un balourd rotatif

Calculez la force d'excitation 1× de crête, le déplacement en régime permanent et la force transmise au support pour un mode équivalent masse-ressort-amortisseur documenté.

F₀=Uω²Amplitudes de crêteModèle de référence — aucune décision d'acceptation

Limite du modèle : la machine et la fondation constituent une masse participante rigide unique sur un support linéaire parallèle K–c, excitée par un composant de balourd rotatif cohérent en phase à 1× par rapport à une base réceptrice fixe. Les données d'entrée doivent décrire le même mode et la même direction. Le modèle exclut les modes couplés/structuraux, la compliance de la base ou du sol, les propriétés dépendantes de la fréquence, les transitoires, la non-linéarité et les critères d'acceptation.

Résultat SDOF d'amplitude de crête

Force d'excitation F₀,crête
Fréquence propre non amortie fₙ
Rapport de fréquence r
Déplacement X,crête
Transmissibilité de force TF
Force transmise au support FT,crête
Réduction de force (négatif = amplification)

Modèle en régime permanent implémenté

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 est la masse participante combinée en kg, K est la raideur équivalente en N/m, U est converti de g·mm en kg·m par 10⁻⁶, n est le rpm, ω et ωₙ sont en rad/s, X est l'amplitude de déplacement de crête en mètres, et F₀ et FT sont les amplitudes de force de crête en newtons. La réduction de force est (1−TF)×100% ; une valeur négative signifie explicitement une amplification.

Source et vérification dimensionnelle

MIT OpenCourseWare, Rotating Imbalance dérive les composantes de force harmoniques avec une amplitude meω². MIT OpenCourseWare, Vibration Isolation dérive la réponse SDOF excitée par une force et le rapport de force transmise. Vérification des unités : F₀=(kg·m)/s²=N ; F₀/K=N/(N/m)=m.

Limites d'interprétation

Le résultat n'est pas une tolérance d'équilibrage, une valeur de sévérité vibratoire, une conception de fondation ou un verdict sûr/dangereux. Saisissez uniquement la masse équivalente, la raideur, l'amortissement et le balourd étayés par les données du projet. Le U total cohérent en phase signifie le balourd équivalent vectoriel produisant le composant de force 1× modélisé ; les rotors ou phases non liés ne peuvent pas simplement être ajoutés comme des scalaires. Les amplitudes de crête ne doivent pas être comparées directement aux limites RMS ou crête à crête.

Résonance idéale non amortie

Lorsque ζ=0 et r=1, le dénominateur de transfert en régime permanent est nul. Le modèle linéaire idéal n'a pas de réponse harmonique en régime permanent finie. La calculatrice signale explicitement cette singularité ; les systèmes réels nécessitent un amortissement mesuré/modélisé et une analyse transitoire près de la résonance.

©2024–2026 Vibromera

Arithmétique linéaire SDOF de référence, et non un calcul normatif d'équilibrage, d'acceptation vibratoire ou de conception de fondation. Revue scientifique : juillet 2026.

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