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Modelo linear excitado por força — um grau de liberdade

Verificação de Transmissão de Força SDOF por Desequilíbrio Rotativo

Calcular a força de excitação de pico a 1×, o deslocamento em regime permanente e a força de suporte transmitida para um modo equivalente documentado de massa-mola-amortecedor.

F₀=Uω²Amplitudes de picoModelo de referência — sem decisão de aceitação

Limite do modelo: a máquina e a fundação constituem uma única massa participante rígida sobre um suporte linear paralelo K–c, excitada por um componente de desequilíbrio rotativo coerente em fase a 1× contra uma base de receção fixa. As entradas devem descrever o mesmo modo e direção. O modelo exclui modos acoplados/estruturais, conformidade da base ou do solo, propriedades dependentes da frequência, transitórios, não linearidade e critérios de aceitação.

Resultado SDOF de amplitude de pico

Força de excitação F₀,pico
Frequência própria não amortecida fₙ
Razão de frequência r
Deslocamento X,pico
Transmissibilidade de força TF
Força de suporte transmitida FT,pico
Redução de força (negativo = amplificação)

Modelo em regime permanente 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 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, Desequilíbrio Rotativo deduz os componentes de força harmónica com amplitude meω². MIT OpenCourseWare, Isolamento de Vibração 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 equilibragem, um valor de severidade de vibração, um projeto de fundação ou um veredicto de seguro/insalubre. Introduza apenas massa equivalente, rigidez, amortecimento e desequilíbrio suportados por dados do projeto. O U total coerente em fase significa o desequilíbrio equivalente vetorial que produz o componente de força modelado a 1×; rotores ou fases não relacionados não podem ser simplesmente adicionados 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 tem resposta harmónica em regime permanente finita. A calculadora reporta essa singularidade explicitamente; sistemas reais requerem amortecimento medido/modelado e análise transitória perto da ressonância.

©2024–2026 Vibromera

Aritmética de referência linear SDOF, não um cálculo normativo de equilibragem, aceitação de vibração ou projeto de fundação. Revisão científica: Julho2026.

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Nikolai Shelkovenko

Nikolai Shelkovenko

Nikolai Shelkovenko é engenheiro de análise de vibrações e fundador e diretor executivo da Vibromera. Há mais de 15 anos que equilibra equipamentos rotativos no terreno e não numa bancada de ensaio: destroçadores, ventiladores industriais, britadeiras, centrifugadoras, veios e fusos. Foi desse trabalho que nasceram os instrumentos Balanset — foram concebidos como uma ferramenta que o técnico pode levar até à máquina e utilizar sozinho, no local, e não como equipamento de laboratório. A Vibromera foi fundada em 2017 e, desde 2023, está sediada no Porto, em Portugal. É aqui que decorrem o desenvolvimento, a montagem e o apoio à linha Balanset. O instrumento de referência é o Balanset-1A, um analisador portátil para equilibragem em um e dois planos e para diagnóstico de vibrações. Nikolai participa pessoalmente no apoio ao cliente, na resolução de casos de equilibragem difíceis e no desenvolvimento do software. Trabalha com clientes em todo o mundo, em qualquer idioma.

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