Amortecimento

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O amortecimento, ou atrito interno, é o fenômeno pelo qual a energia mecânica de um sistema é dissipada (pela geração de calor, por exemplo). [1] É uma das propriedades mais sensíveis de materiais e estruturas, tanto em escala macro quanto microscópica, [2] sendo extremamente sensível à presença de trincas e micro-trincas.[3] O amortecimento determina a amplitude de vibração na ressonância e o tempo de persistência da vibração após cessada a excitação.

A aplicação clássica do amortecimento está na engenharia civil e no estudo dos metais. É ele quem garante a integridade de estruturas no caso de abalos sísmicos (sismo). Sua caracterização vem sendo utilizada também no estudo de concretos para avaliação do dano causado por choque térmico, por exemplo. [4] [5] A caracterização do amortecimento permite o monitoramento das trincas e micro-trincas que ocorrem no material e determinam sua vida útil. [6] [7]

É empregada ainda, na verificação da qualidade e resistência de soldas e juntas, análise de dano a maquinário industrial e motores e adequação de salas acústicas.

Tipos de amortecimento[editar | editar código-fonte]

O amortecimento de um sistema ou material pode ser classificado de três formas principais:

  • interno
  • estrutural
  • fluídico

O amortecimento interno está associado aos defeitos na microestrutura, granularidade e impurezas do material e a efeitos termoelásticos causados por gradientes locais de temperatura.

O amortecimento estrutural às perdas de energia por atrito em juntas, parafusos e articulações semi-rígidas.

Já o fluídico ocorre por resistência ao arraste em meio fluídico, por exemplo, a conversão de energia cinética de um pêndulo em energia térmica para o ar.

Métodos de determinação[editar | editar código-fonte]

Há diversos métodos para determinação do amortecimento, os quais podem ser obtidos basicamente por dois caminhos:

  • método do decremento logarítmico
  • método da largura de meia banda de potência

O método do decremento logarítmico leva em conta a duração da resposta do sistema a uma excitação transitória, uma excitação por impulso.

Já o método da largura de meia banda de potência calcula o amortecimento através da análise da frequência do sinal oriundo da vibração, a partir da relação entre a largura de banda e a frequência central de uma ressonância.

Ambos os métodos consideram um modelo para os cálculos, normalmente o modelo de amortecimento viscoelástico. A escolha do método depende principalmente da faixa do amortecimento e da frequência de vibração. Equipamentos modernos utilizam softwares avançados em acordo com normas nacionais e internacionais para realizar os cálculos.

Referências

  1. SILVA, C.W. Vibration Damping, control, and design. Vancouver, Canada: Taylor & Francis Group, 2007.
  2. LAZAN, B.J. Damping of Materials and Members in Structural Mechanics. Oxford, USA: Pergamon Press, 1968.
  3. DIETERLE, R., BANCHMANN, H. Experiments and Models for the Damping Behaviour. International Association for Bridge and Structural Engineering Report of the Working Comissions, v. 34, p. 69-82, 1981.
  4. COPPOLA, J.A., BRADT, R.C. Thermal-Shock Damage in SiC. Journal of the American Ceramic Society, v. 56(4), p. 214-218, 1973.
  5. TONNESEN, T., TELLE, R. Thermal Shock Damage in Castables: Microstructural Changes and Evaluation by a Damping Method. Ceramic Forum Internacional, v. 84(9), p. E132-136, 2007.
  6. HASSELMAN, D.P.H. Unified Theory of Thermal Shock Fracture Initiation and Crack Propagation in Brittle Ceramics. Journal of the American Ceramic Society, v. 82(11), p. 600-604, 1969.
  7. KINERY, W.D. Factors Affecting Thermal Stress Resistance of Ceramic Materials. Journal of the American Ceramic Society, v. 38(1), p. 3-15, 1955.

Ver também[editar | editar código-fonte]

Ligações externas[editar | editar código-fonte]