Introdução às vibrações mecânicas

Sinopse

Este livro é fruto de muitos anos de ensino em escolas de engenharia e da prática profissional dos autores em assuntos relacionados às vibrações mecânicas.

Espera-se desse modo, que o presente trabalho, venha a ser uma eficiente contribuição para o ensino de vibrações, bem como para o complemento da formação de profissionais que reconhecem a necessidade de maior aprofundamento no tema.

Neste texto, busca-se apresentar conceitos e fundamentos que permitem o entendimento dos mecanismos associados aos fenômenos vibratórios mecânicos. Vamos nos ater aqui às chamadas vibrações lineares, que constituem a classe fundamental desses fenômenos.

Luis Novaes Ferreira França

É Engenheiro Mecânico-Eletricista pela Escola Politécnica - USP. É Doutor em Engenharia e Livre-Docente pelo Departamento de Engenharia Mecânica da Escola Politécnica - USP. Foi Professor Titular de "Mecânica Geral" da Escola Politécnica da USP, Professor da Escola de Engenharia Mauá - IMT e da Faculdade de Engenharia Industrial - FEI.

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José Sotelo Junior

É Engenheiro e Mestre em Engenharia pela Escola Politécnica - USP e Doutor em Engenharia pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT-USA). É livre-Docente pelo Departamento de Engenharia Mecânica da Escola Politécnica - USP. Foi Pesquisador do Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo, Professor Associado da Escola Politécnica - USP e Professor Visitante da University of Southern California (USA).

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Sumário

1 - INTRODUÇÃO
1.1. Introdução a aspectos importantes da vibração e suas aplicações
1.2. Características dos sistemas vibratórios
1.3. Considerações sobre a matemática dos sistemas vibratórios discretos
1.3.1. Método da transformada de Laplace em vibrações mecânicas

2 - VIBRAÇÃO DE SISTEMAS MECÂNICOS COM UM
GRAU DE LIBERDADE
2.1. Vibrações livres sem amortecimento para um grau de liberdade
2.2. Vibrações livres com amortecimento para um grau de liberdade
2.3. Vibrações forçadas para um grau de liberdade
2.4. Transmissibilidade à fundação e vibração com movimento de base com um grau de liberdade
2.5. Exemplos de sistemas livres com um grau de liberdade
2.5.1. Associação de molas em paralelo
2.5.2. Associação de molas em série
2.5.3. Pêndulo simples - equação do movimento e freqüência natural
2.5.4. Pêndulo torcional
2.5.5. Equivalência entre o movimento do pêndulo simples e o de uma massa M com deslocamento horizontal
2.5.6. Vibração torcional em sistema eixo/disco
2.5.7. Oscilação de líquido em tubo em forma de U
2.5.8. Movimento vertical de corpo flutuante
2.5.9. Vibração aproximada de massa apoiada em viga engastada

3 - VIBRAÇÕES COM DOIS GRAUS DE LIBERDADE
3.1. Vibrações livres sem amortecimento com dois graus de liberdade
3.2. Outros exemplos de sistemas livres com dois graus de liberdade
3.3. Vibrações livres com amortecimento para sistemas com dois graus de liberdade
3.4. Vibrações forçadas para sistemas com dois graus de liberdade
3.5. Sistemas acoplados em translação e rotação com dois graus de liberdade
3.6. Sistemas semidefinidos com dois graus de liberdade

4 - VIBRAÇÕES COM N GRAUS DE LIBERDADE
4.1. Vibrações livres com n graus de liberdade
4.2. Vibrações forçadas com n graus de liberdade
4.3. Alguns exemplos
4.4. Vibração com n graus de liberdade usando equações de Lagrange

5 - INTRODUÇÃO A VIBRAÇÕES DE SISTEMAS CONTÍNUOS
5.1. Vibrações livres em uma corda tensa

APÊNDICE I - TRANSFORMADA DE LAPLACE
Corolários
Propriedades fundamentais
Resolução de equações diferenciais lineares
Funções singulares e transformadas

APÊNDICE II - INTRODUÇÃO ÀS EQUAÇÕES DE LAGRANGE
Vínculos
Coordenadas generalizadas
Deslocamentos possíveis e virtuais no caso de sistemas holônomos
Energia cinética em termos de variáveis generalizadas
Trabalho virtual
Equação de D´Alembert
Caso de forças conservativas

APÊNDICE III - ENVOLTÓRIA DAS CURVAS DE RESPOSTA E DECREMENTO LOGARÍTMICO NO CASO DE VIBRAÇÕES LIVRES, AMORTECIDAS, COM UM GRAU DE LIBERDADE