Sistema de Frecuencia Natural

Sistema de Frecuencia Natural
La mayoría de los sistemas físicos (mecánico, eléctrico, flujo) exhiben una reacción
dinámica. Es decir, La reacción esta asociada con la frecuencia natural y los modos de
deformación de la pieza. Para un sistema mecánico la frecuencia natural y la forma del
los modos son parte de la función de la rigidez y la masa de la pieza.
NaturalFre quency 
K
M
Ante la ausencia de amortiguación, la reacción (desplazamiento) o un solo grado de
libertad es:
X 
F
K  M
2
Donde
X Reacción (desplazamiento)
F Fuerza aplicada
K Rigidez
M Masa
 Frecuencia
La rigidez de la pieza es una función de la geometría y las propiedades del material
elástico. La masa es una función parte geométrica y la densidad de la masa del
material.
El siguiente diagrama ilustra una función de la frecuencia de reacción para un solo
grado del sistema de la libertad. Como es ilustrado en la grafica, el sistema de reacción
por unidad de fuerza aplicado se maximiza en la frecuencia natural. A medida que la
geometría y/o la masa cambian el sistema de la frecuencia natural también va a cambiar
100
Natural Frequency
Displacement/Force
10
1
0.1
0.01
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Frequency (cycles/sec)
Para la mayoría de los sistemas mecánicos existen numerosas frecuencias naturales y
formas de los modos. El ejemplo anterior esta limitado a un solo grado de libertad para
hacerlo mas simple.
Las pruebas de frecuencia natural de partes(o sistemas) son usadas frecuentemente
para.
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Variabilidad en las piezas – La frecuencia natural es una función de la geometría
y las propiedades del material.
Partes dañadas – Los transbordadores de la NASA reciben pruebas antes y
después de cada vuelo, para determinar si existe algún daño estructural y
determinar si se necesita algún tipo de reparación.
Conformer con las especificaciones.
Muchos sistemas incluyendo los sistemas de frenos se diseñan tales que la interacción
dinámica entre los componentes individuales no conduce a los problemas de sistema
total. Un ejemplo clásico es el chillido de los freno. Las características dinámicas
(frecuencias y las formas naturales de los modos) de cada componente se tonifican
usando las características del diseño para reducir al mínimo el potencial para la
ocurrencia del chillido en el sistema de frenos. La desviación de las características
dinámicas diseñadas de cualquier componente puede conducir a que sistema funcione
pobremente.