Modelo linear excitado por força — um grau de liberdade
Verificação de Transmissão de Força SDOF por Desbalanceamento Rotativo
Calcule a força de excitação de pico 1×, o deslocamento em regime permanente e a força de suporte transmitida para um modo equivalente documentado de massa-mola-amortecedor.
Resultado SDOF de amplitude de pico
Modelo em regime permanente implementado
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 é a massa participante combinada em kg, K é a rigidez equivalente em N/m, U é convertido de g·mm para kg·m por 10⁻⁶, n é rpm, ω e ωₙ são rad/s, X é a amplitude de deslocamento de pico em metros, e F₀ e FT são amplitudes de força de pico em newtons. A redução de força é (1−TF)×100%; um valor negativo significa explicitamente amplificação.
Fonte e verificação dimensional
MIT OpenCourseWare, Rotating Imbalance deduz os componentes de força harmônica com amplitude meω². MIT OpenCourseWare, Vibration Isolation deduz a resposta SDOF excitada por força e a razão de força transmitida. Verificação de unidades: F₀=(kg·m)/s²=N; F₀/K=N/(N/m)=m.
Limites de interpretação
O resultado não é uma tolerância de balanceamento, um valor de severidade de vibração, um projeto de fundação ou um veredito de seguro/insalubre. Insira apenas massa equivalente, rigidez, amortecimento e desbalanceamento apoiados por dados do projeto. O U total coerente em fase significa o desbalanceamento equivalente vetorial que produz o componente de força 1× modelado; rotores ou fases não relacionados não podem ser simplesmente somados como escalares. As amplitudes de pico não devem ser comparadas diretamente com limites RMS ou pico-a-pico.
Ressonância ideal não amortecida
Quando ζ=0 e r=1, o denominador de transferência em regime permanente é zero. O modelo linear ideal não possui resposta harmônica em regime permanente finita. A calculadora relata essa singularidade explicitamente; sistemas reais exigem amortecimento medido/modelado e análise transitória próxima à ressonância.