Introdução ao estudo de vibrações mecânicas

Sinopse

Este livro apresenta de forma didática e detalhada uma introdução ao estudo de vibrações mecânicas, abrangendo tópicos de vibrações livres e forçadas sem e com amortecimento em modelagem com um e vários graus de liberdade e o comportamento modal.

No texto são abordadas as equações de respostas de sistemas sob a ação de forças periódicas e não periódicas, equações de Laplace, coeficientes de influência de flexibilidade, sistemas contínuos e a técnica de elementos finitos. Portanto, este livro é um excelente material introdutório para estudantes de Engenharia Mecânica, profissionais de Engenharia Mecânica e demais interessados na área que desejam alargar os seus conhecimentos sobre o tema.

Newton Landi Grillo

É formado em Engenharia de Produção Mecânica pela Universidade Metodista de Piracicaba – Unimep – mestre em Engenharia Mecânica pela Universidade de São Paulo – USP/São Carlos –, e doutor em Engenharia Mecânica pela Universidade Estadual de Campinas – Unicamp. Lecionou por décadas a disciplina Vibrações Mecânicas na Unimep, orientou inúmeros trabalhos de conclusão de curso (TCC) e atuou como coordenador do curso de Engenharia Mecânica. Atualmente é professor do Instituto Federal de São Paulo (IFSP), Campus Piracicaba.

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Sumário

1. INTRODUÇÃO E CONCEITOS BÁSICOS DE SISTEMAS OSCILATÓRIOS
1.1 Introdução
1.2 Movimento harmônico simples
1.3 Movimento circular uniforme (MCU)
1.4 Vibrações livres – sistemas com um grau de liberdade
1.5 Coordenadas generalizadas
1.6 Equações que regem o sistema massa-mola

2. ENERGIAS CINÉTICA, POTENCIAL, DISSIPATIVA E SISTEMAS EQUIVALENTES
2.1 Energia cinética de um corpo rígido em movimentos de translação e rotação
2.2 Energia potencial de uma mola exibindo comportamento linear
2.3 Energia dissipativa
2.4 Elementos mola, massa ou inércia e amortecedor
2.5 Associação de molas – molas equivalentes
2.6 Elementos massa ou inércia – massa equivalente
2.7 Elemento amortecedor – amortecimento viscoso
2.8 Massa efetiva
2.9 Equações de Lagrange

3. VIBRAÇÕES LIVRES AMORTECIDAS
3.1 Casos de amortecimento
3.2 Condições de estabilidade do movimento – diagrama das raízes
3.3 Determinação do fator de amortecimento pelo decremento logarítmico
3.4 Energia dissipada no amortecimento viscoso
3.5 Amortecimento Coulomb
3.6 Amortecimento estrutural – amortecimento de histerese

4. VIBRAÇÕES FORÇADAS NÃO AMORTECIDAS
4.1 Sistema massa-mola com força harmônica atuante
4.2 Sistema em ressonância

5. VIBRAÇÕES FORÇADAS AMORTECIDAS
5.1 Resposta a uma excitação harmônica
5.2 Isolamento de vibração
5.3 Movimento do suporte

6. FORÇAS NÃO PERIÓDICAS
6.1 Função resposta a um impulso unitário
6.2 Resposta ao impulso
6.3 Função forçante degrau
6.4 Resposta a uma função forçante arbitrária

7. EQUAÇÕES DE LAPLACE
7.1 Definições
7.2 A transformada de Laplace
7.3 Formulação por Laplace de casos estudados

8. SISTEMAS COM DOIS GRAUS DE LIBERDADE
8.1 Vibrações livres sem amortecimento – autovalores e autovetores
8.2 Ortogonalidade dos modos de vibração
8.3 Corpo em translação e rotação – acoplamento de coordenadas
8.4 Sistema Semidefinido
8.5 Batimento – pêndulos em oscilação
8.6 Vibrações forçadas sem amortecimento
8.7 Vibrações livres amortecidas – amortecimento proporcional
8.8 Corpo em translação e rotação com amortecimento
8.9 Vibrações forçadas amortecidas

9. SISTEMAS COM TRÊS OU MAIS GRAUS DE LIBERDADE
9.1 Vibrações livres
9.2 Coeficientes de influência de flexibilidade

10. SISTEMAS CONTÍNUOS
10.1 Vibração axial em barras
10.2 Vibração Transversal em vigas

11. MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS
11.1 Introdução
11.2 Viga em vibração transversal
11.3 Barra em vibração axial

12. REFERÊNCIAS

13. ÍNDICE REMISSIVO