Capitolo 17 – Le Vibrazioni Meccaniche

LE VIBRAZIONI MECCANICHE
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Comunque il sistema sia costituito, si potrà dire che esso è
soggetto a vibrazione quando almeno uno dei suoi punti presenta
un moto nell'intorno di una data configurazione di equilibrio,
moto che si ripete con le medesime caratteristiche dopo un intervallo
di tempo ben definito; tale intervallo di tempo prende il nome
di periodo [T] della vibrazione, e, nel caso più semplice, è
l'intervallo di tempo in cui si compie una oscillazione completa.
Frequenza della vibrazione [f = 1/T] è il numero delle
oscillazioni complete per unità di tempo e si misura in Hertz (Hz);
più in generale è il numero di volte in cui il moto del sistema si
presenta con le medesime caratteristiche in un prefissato intervallo
di tempo.
Il moto vibratorio di un sistema dipende, in generale, da due particolari
valori di frequenza: la frequenza naturale (o frequenza
propria) [f n ] che è la frequenza con cui vibra un sistema che ha
soltanto caratteristiche elastiche e non è soggetto a forze esterne
attive del tipo f(t); la frequenza eccitatrice (o frequenza forzante)
[f f ] che è quella dell'azione esterna, f(t), (quando esiste) che agisce
sul sistema con variabilità periodica.
Quando i valori di tali frequenze coincidono (f f = f n ) si ha la condizione
di risonanza, cui può corrispondere una esaltazione dell'ampiezza
del moto vibratorio con possibile pericolo per la integrità
del sistema.
Si comprende, quindi, l'importanza della determinazione della frequenza
naturale in un sistema vibrante.
Una classificazione delle vibrazioni porta a distinguere fra
vibrazioni libere e vibrazioni forzate: si dicono vibrazioni libere
quelle di un sistema che, allontanato, in qualche modo, dalla sua
configurazione di equilibrio statico, viene lasciato libero di oscillare
in assenza di azioni eccitatrici esterne; si dicono vibrazioni
forzate quelle di un sistema sottoposto invece all'azione di azioni
eccitatrici esterne.
Si definiscono, infine, vibrazioni transitorie quelle la cui ampiezza
varia nel tempo, o fino ad annullarsi, nel caso di vibrazioni
libere, ovvero fino a raggiungere l'ampiezza della vibrazione
permanente, nel caso di vibrazioni forzate. Il transitorio è legato
alla presenza, nel sistema, di caratteristiche dissipative (per es.
smorzatori), e pertanto esso è una caratteristica di tutti i sistemi
reali, siano essi in vibrazione libera o forzata.