Questões de Concurso Sobre vibrações em engenharia mecânica

Os mancais têm a função de servir de suporte a eixos, de modo a reduzir o atrito e amortecer choques ou vibrações. Eles podem ser de deslizamento ou de rolamento.
Assinale a opção que apresenta uma vantagem dos mancais de rolamento em relação aos de deslizamento.

Considere a seguinte equação que representa o comportamento de um sistema físico:

Na equação, o termo C representa

Uma máquina sobre sua estrutura de suporte é adequadamente modelada como um sistema mecânico linear com um grau de liberdade. Esse grau de liberdade corresponde à vibração vertical do sistema, que possui os seguintes parâmetros: massa m, constante de rigidez k e coeficiente de amortecimento viscoso c. O regime de amortecimento do sistema é subcrítico, sendo sua razão de amortecimento z aproximadamente igual a 0,005. Partindo de condições iniciais nulas, esse sistema passa a vibrar sob a ação de uma força harmônica vertical f(t), dada por f(t) = Fcos(w.t), em que F é a amplitude, w é a frequência e t é a variável independente tempo. Para que a força transmitida à base rígida do sistema seja menor que a força de excitação e haja, portanto, isolamento:

Em estruturas metálicas, como em vigas, as vibrações ocorrem de forma regular ou irregularmente em um período de tempo. Quanto à classificação das vibrações, é mais correto afirmar que:

I. As vibrações podem ser classificadas quanto à excitação, ao amortecimento, quanto ao conhecimento da força e quanto aos diversos elementos.

II. As vibrações podem ser classificadas quanto à excitação, ao amortecimento, quanto ao conhecimento da força e quanto a ressonância.

III. As vibrações podem ser classificadas quanto ao modo de vibração, à ressonância, quanto à vibrações diversas e quanto aos diversos elementos.

IV. As vibrações podem ser classificadas quanto à excitação, e ao amortecimento.

V. As vibrações podem ser classificadas quanto à excitação, ao amortecimento, força vibratória e quanto aos diversos elementos.

Sobre o assunto vibrações mecânicas, assinale a opção INCORRETA.

O cálculo da transmissibilidade vibratória é utilizado para se projetar isoladores de vibração, quando se deseja reduzir a energia vibratória transmitida para a fundação ou da fundação para a máquina. Neste sentido, utiliza-se a equação ܶ em que ܶT_r é a transmissibilidade relativa, ε é o fator de amortecimento do sistema e r a razão de frequências dada por em que ω é a frequência de operação e ω_n a frequência natural. A deflexão estática que deve ter um isolador com amortecimento desprezível de modo a isolar 87,5% da vibração proveniente de um motor de indução elétrico que gira a 900 rpm é

Adotar (π = 3) e (g = 9,81 m/s²).

Deseja-se projetar um absorvedor dinâmico de vibração de tal forma que, quando em funcionamento, sua amplitude atinja, no máximo, 1,0 cm. Este absorvedor deve reduzir a alta amplitude de vibração de um sistema rotativo de 100 kg, que opera com velocidade de 200 rpm gerando uma força de desbalanceamento de 100 N. Neste sentido, a massa e a rigidez equivalentes do absorvedor são, respectivamente,

Adotar ( π = 3).

O método do decremento logarítmico é utilizado para estimar o amortecimento de um sistema. Na figura abaixo, observa-se a resposta da vibração livre amortecida de uma suspensão automotiva, cujo logaritmo neperiano da razão entre o pico da resposta do primeiro ciclo e o pico da resposta do terceiro ciclo é aproximadamente 1,25 e o tempo decorrido para completar o primeiro ciclo é de aproximadamente 1,26 s, que se repete nos demais ciclos. Neste sentido, os valores aproximados do fator de amortecimento e da frequência natural amortecida da suspensão são, respectivamente,

Adotar π=3,14.

Um gerador de energia elétrica tem massa 50 kg e fornece uma tensão alternada de 127 V na velocidade de rotação de 200 rpm. Se o gerador for montado sobre uma fundação elástica de rigidez equivalente de 5000 N/m e amortecimento desprezível, o isolamento percentual da vibração nestas condições será

Adotar (π = 3).

Um motor elétrico tem massa 200 kg, está fixado em uma base elástica com quatro molas de 5000 N/m e vibra em ressonância na velocidade de operação. O projeto de um absorvedor dinâmico de vibração (ADV) para reduzir a amplitude vibratória do motor na condição especificada fornece uma massa e rigidez equivalentes de

Adotar a relação entre a massa equivalente do ADV e a massa do motor igual a 0,2.

Em relação ao balanceamento e desbalanceamento de rotores, considere as afirmativas seguintes.

I O desbalanceamento ocorre devido à distribuição assimétrica de massa em torno do eixo de rotação, sendo classificado como estático, dinâmico ou combinado.

II O rotor é considerado flexível quando apresenta deformação que não pode ser desprezada, o que ocorre quando ele opera a uma velocidade de rotação maior ou igual a 70% da primeira velocidade crítica (frequência de ressonância) e, neste caso, necessita de N+2 planos de correção, sendo N o número de velocidades críticas acima do qual o rotor opera.

III O balanceamento estático é realizado em rotores com rotação de até 1000 rpm, cuja configuração do rotor é (L/D > 0,5).

IV A medição da vibração é realizada por sensores de proximidades posicionados ao longo do comprimento do eixo.

Estão corretas

Um motor elétrico está montado em uma base retangular, cujas extremidades estão apoiadas sobre 4 coxins idênticos. Para que a frequência natural deste sistema dobre, a nova rigidez dos coxins deverá ser

Considere que a análise da vibração de um veículo é realizada pelo modelo simplificado de um sistema com um único grau de liberdade. Essa simplificação impõe a determinação da rigidez elástica equivalente às quatro molas da suspensão.

A rigidez equivalente a essas quatro molas deve considerar as

Um sistema mecânico com dois graus de liberdade, sujeito a vibrações, possui duas frequências naturais e dois modos de vibração.

Cada modo de vibrar representa a forma do movimento do sistema em vibração

O sinal de vibração de uma máquina apresenta como resultado uma curva com um dos harmônicos sendo correspondente à rotação do motor de acionamento da máquina. Se a rotação desse motor é de 1.500 RPM, o período presente no sinal de resposta correspondente a essa rotação, expresso em segundos, é de

Analisando-se a vibração de um motor apoiado sobre molas, verificou-se que este estava na condição de ressonância. Para resolver esse problema, sugeriu-se utilizar molas mais rígidas no sentido de aumentar a frequência natural do sistema em 20%.

Relativamente ao valor da rigidez elástica original, a rigidez com a utilização das molas mais rígidas deve ser aumentada de

Quando um sistema linear de um grau de liberdade apresenta uma resposta em vibração livre, cujo sinal é oscilatório e decrescente, o sistema é caracterizado como

A frequência de ressonância, expressa em Hz, de um sistema constituído por um motor com massa de 100 kg, apoiado sobre uma base elástica com rigidez de 90 kN/m, está na faixa de

Um motor com massa de 10 kg é instalado sobre uma base elástica cuja rigidez é de 100 kN/m.

Considerando-se esse sistema com um grau de liberdade, a rotação do motor em RPM, que leva o sistema à ressonância, estará na faixa de

Uma das frequências presentes no sinal de vibração de um motor corresponde à própria rotação do motor.

Assim, para um motor cuja rotação é de 1.200 RPM, a frequência expressa em Hz, presente no sinal de sua vibração, vale