¿Cómo calculo la frecuencia fundamental de cualquier objeto?

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Por supuesto, hay métodos para determinar las frecuencias de resonancia de piezas y conjuntos. Estas son prácticas comunes y son pasos necesarios en el proceso de diseño, específicamente donde la seguridad es crítica, por ejemplo, puentes y marcos de aeronaves (en cuyo caso estos son obligatorios según las normas internacionales).

• Modelado teórico (reducción a un pequeño número de DOF de grados de libertad) Esta es la herramienta más simple, utilizada para cálculos en geometrías simples (vigas en voladizo, conjuntos de armaduras simples, ejes) y también como una herramienta para el análisis preliminar en la etapa de diseño .

• Modelado numérico (análisis de dominio de frecuencia) Se diseña y analiza un modelo de elementos finitos de la pieza o ensamblaje en cuestión en el dominio de frecuencia. Se pueden determinar las frecuencias propias y los modos propios de oscilación.
• Prueba de resonancia (experimental) Las piezas se colocan en un banco de pruebas y se excitan con las vibraciones de un vibrador o agitador . En el caso de objetos muy grandes (edificios, fe), se pueden usar modelos a escala siempre que se observen las leyes de similitud . Las vibraciones son recogidas por sensores de vibración (acelerómetros, piezoeléctricos o magnéticos) que se colocan en varios puntos. Se extrae un espectro de potencia de vibración y las frecuencias de resonancia se identifican a partir de los picos en la función de transferencia (amplitud de vibración / amplitud de excitación, vs frecuencia).

Las pruebas de resonancia para una parte específica en un ensamblaje complejo son muy difíciles, ya que las contribuciones individuales de cada parte tienen que ser identificadas, pero se considera factible y actualmente es un objeto de investigación activa, que yo sepa.
El modelado numérico se puede usar para simular el comportamiento de la parte por sí mismo y del conjunto como un todo, sin embargo, las partes tienen sus DOF ​​parcialmente restringidos cuando se ensamblan y resuenan de manera diferente. La experiencia del ingeniero es crucial para hacer suposiciones y simplificaciones correctas con respecto a la forma en que se ven afectados los DOF ​​de la parte.

Información de antecedentes:

1. Formulación algebraica (modos propios / frecuencias propias): http://en.wikipedia.org/wiki/Eig…
2. Fundamentos del análisis de vibraciones: http://en.wikipedia.org/wiki/Vib…
3. Información sobre la frecuencia fundamental (frecuencia de resonancia): http://en.wikipedia.org/wiki/Mec…