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Forze controrotanti e vibrazioni nei sistemi meccanici
Qualunque forzante armonica può essere rappresentata come somma di 2 forze controrotanti:
- Con velocità pari alla pulsazione della forza te;
- Modulo pari alla metà della forzante in partenza.
Per eliminare anche la componente controrotante delle forze di inerzia, è necessario utilizzare un albero ausiliario controrotante, ossia posto in rotazione con velocità angolare uguale in modulo e opposta all'albero motore, sul quale viene posta una massa eccentrica di entità tale da generare una forza uguale ed opposta alla componente controrotante della forza di inerzia. Questo tipo di soluzione, però, di norma non è adottata perché comporta un sensibile incremento del costo della macchina e di peso e ingombro.
Le vibrazioni nei sistemi meccanici sono generalmente dannose perché generano sollecitazioni dinamiche che causano il fenomeno della fatica, che riduce la resistenza del materiale e accorcia la vita utile.
del sistema meccanico.Gli smorzatori viscosi introdotti nel modello di un sistema vibrante possono rappresentare sia componenti sicirealmente approssimabili a un comportamento dissipativo viscoso, sia altre forme di resistenza al moto, ridotta inmodo equivalente a un termine viscoso. In questo secondo caso il valore dello smorzamento viscoso equivalenteviene calcolato in modo che l'energia dissipata dallo smorzatore viscoso in un ciclo di oscillazione corrispondaalla dissipazione energetica prodotta dalle reali fonti di resistenza al moto agenti sul sistema.Noi ci occuperemo delle vibrazioni di sistemi dotati di un solo grado di libertà, che costituiscono un casoparticolare dei sistemi detti a parametri concentrati. Per esempio si può considerare come sistema parametriconcentrati un'autovettura, si osservi però che altri sistemi male si prestano a una rappresentazione a parametriconcentrati: per esempio questo è il caso del ponte sospeso.È intuibile che in questo esempio le forze di natura inerziale, elastica e dissipativa sono distribuite in maniera continua nel volume del solido studiato. Si parla in questo caso di sistemi a parametri distribuiti. Le vibrazioni vengono dette libere quando avvengono in assenza di forzanti, per il solo effetto delle condizioni di spostamento e velocità imposte al sistema nell'istante iniziale del moto. Sono forzate invece dette le vibrazioni che avvengono per effetto dell'azione di forzanti tempo varianti applicate al sistema.
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