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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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Nikolai Shelkovenko

Nikolai Shelkovenko

Nikolai Shelkovenko est ingénieur en analyse vibratoire, ainsi que fondateur et PDG de Vibromera. Depuis plus de 15 ans, il équilibre des équipements rotatifs sur le terrain plutôt que sur banc d'essai : broyeurs, ventilateurs industriels, concasseurs, centrifugeuses, arbres et broches. C'est de ce travail que sont nés les instruments Balanset — conçus comme un outil qu'un spécialiste peut emporter jusqu'à la machine et utiliser seul, sur site, et non comme un équipement de laboratoire. Vibromera a été fondée en 2017 et est basée à Porto, au Portugal, depuis 2023. Le développement, l'assemblage et le support de la gamme Balanset se font ici. L'instrument phare est le Balanset-1A, un analyseur portable pour l'équilibrage à un et deux plans et pour le diagnostic vibratoire. Nikolai est personnellement impliqué dans le support client, dans le traitement des cas d'équilibrage difficiles et dans le développement du logiciel. Il travaille avec des clients du monde entier, dans toutes les langues.

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