Transmissibilidade de Vibração
Calcula a transmissibilidade de um isolador de vibração não amortecido, TR = 1 ÷ |r² − 1|, a partir da razão de frequências r = f ÷ f_n (frequência de excitação sobre frequência natural). O resultado (adimensional) é a fração da força (ou movimento) que é transmitida através do isolador: TR < 1 significa isolamento (a vibração transmitida é menor que a aplicada), o que só ocorre para r > √2. Para r próximo de 1 (ressonância), TR dispara; quanto maior r, menor a transmissibilidade e melhor o isolamento. É o critério-chave no projeto de bases antivibratórias. Informe a razão de frequências.
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Transmissibilidade de vibração
O objetivo de um isolador de vibração (um coxim sob um motor, uma base de molas sob uma máquina) é impedir que a vibração da fonte chegue à estrutura de apoio — ou, ao contrário, proteger um equipamento sensível da vibração do piso. A transmissibilidade (TR) mede o quanto da vibração passa pelo isolador: para o caso não amortecido, TR = 1 ÷ |r² − 1|, onde r = f ÷ f_n é a razão de frequências (frequência de excitação dividida pela frequência natural do sistema isolado). A curva de transmissibilidade conta uma história crucial em três regiões. Para r < 1 (excitação abaixo da natural), TR > 1 — o isolador não isola nada, apenas transmite quase integralmente. Em r = 1 (ressonância), TR dispara ao infinito (sem amortecimento) — a pior situação possível, deve ser evitada a todo custo. Há um ponto-chave em r = √2 ≈ 1,41, onde TR = 1 (transmite o mesmo que sem isolador). E só acima de r = √2 começa o isolamento de verdade (TR < 1): quanto maior r, menor a transmissibilidade. A consequência prática é contraintuitiva: para isolar bem, o isolador deve ser macio (baixa frequência natural), de modo que a frequência de operação da máquina caia bem na região r ≫ √2. Isoladores rígidos demais (f_n alta) podem até amplificar a vibração. Por isso bases antivibratórias usam molas flexíveis e o sistema é projetado para que a rotação da máquina seja pelo menos 3 a 4 vezes a frequência natural. (Atenção: ao ligar e desligar, a máquina cruza a ressonância — daí a importância de algum amortecimento para limitar o pico nessa passagem.) Informe a razão de frequências.
Ferramentas Relacionadas
Eficiência de Isolamento de Vibração
Calcula a eficiência de isolamento de vibração, I = (1 − TR) × 100%, a partir da transmissibilidade TR. O resultado, em %, indica quanto da vibração da fonte é bloqueado pelo isolador antes de chegar à estrutura de apoio (ou vice-versa): TR = 0,1 corresponde a 90% de isolamento. Eficiências altas exigem isoladores macios (baixa frequência natural), de modo que a razão de frequências r seja bem maior que √2. É o indicador prático para especificar coxins e bases antivibratórias de máquinas, motores e equipamentos sensíveis. Informe a transmissibilidade.
Velocidade Crítica de Eixo
Calcula a velocidade crítica de um eixo rotativo, ω_c = √(k ÷ m), a partir da rigidez k do eixo e da massa m do rotor. O resultado, em rad/s, é a velocidade de rotação que coincide com a frequência natural de flexão do eixo — nela, qualquer pequeno desbalanceamento provoca vibração ressonante de grande amplitude, podendo danificar o equipamento. Eixos devem operar com margem segura abaixo da primeira velocidade crítica (rotores rígidos) ou atravessá-la rapidamente até uma faixa acima dela (rotores flexíveis). É um cálculo essencial no projeto de turbinas, bombas e motores de alta rotação. Informe a rigidez e a massa.
Rigidez Equivalente (Molas em Paralelo)
Calcula a rigidez equivalente de duas molas associadas em paralelo, k_eq = k₁ + k₂, somando as rigidezes individuais. O resultado, na mesma unidade (N/m), é sempre maior que a maior das rigidezes — molas em paralelo são mais rígidas, pois compartilham a carga sob o mesmo deslocamento e as forças se somam. É o caso de coxins, isoladores e apoios dispostos lado a lado suportando o mesmo componente. Reduzir associações de molas a uma rigidez equivalente é o primeiro passo para calcular a frequência natural de um sistema vibratório. Informe as duas rigidezes.
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