Dinamică

CAPITOLUL 1

NOŢIUNI DE TEORIA VIBRAŢIILOR

1.1 Introducere

Structurile inginereşti sunt supuse la diverse tipuri de acţiuni variabile în timp şi deci starea lor de solicitare mecanică, manifestată prin tensiuni, deformaţii, deplasări etc. va prezenta o anumită variaţie în timp. Structurile care posedă proprietăţi inerţiale (mase concentrate sau uniform distribuite) şi proprietăţi elastice (rigiditate sau flexibilitate) sunt capabile să efectueze sub acţiunea unor cauze exterioare mişcări relative în jurul unei poziţii de echilibru care se repetă după anumite legi de variaţie (numite vibraţii sau oscilaţii)

Se înţelege prin acţiune dinamică o solicitare produsă de încărcări variabile în timp care are ca efect principal mişcarea structurii. Efectul de mişcare explică de ce pentru determinarea stării de tensiune şi de deformaţie este necesar să se ţină cont, pe lângă caracteristicile de rigiditate ale structurii, şi de proprietăţile ei inerţiale care depind de distribuţia maselor în structură.

Primele construcţii “moderne” se caracterizează prin elemente supradimensionate, deci prin greutăţi mari, la care variaţia rapidă a încărcărilor exterioare nu produc efecte importanta şi neplăcute.

Una din cerinţele fundamentale ale tehnicii construcţiilor este aceea de a reduce greutatea proprie a elementelor odată cu sporirea capacităţii portante. De asemenea, dezvoltându-se industria constructoare de maşini au apărut utilaje grele ce funcţionează la turaţii (viteze) mari. Aceşti doi factori şi anume – creşterea vitezelor, maselor şi sarcinilor utilajului industrial modern, pe de o parte, şi scăderea greutăţii construcţiilor, deschideri şi înălţimi mari în structură pe de altă parte, au impus efectuarea unui calcul dinamic al construcţiilor.

Dinamica construcţiilor se ocupă cu studiul şi calculul structurilor de construcţii la acţiunea încărcărilor dinamice (încărcări a căror intensitate variază rapid în timp).

Obiectivul principal în Dinamica structurilor îl constituie analiza din punct de vedere dinamic a relaţiilor existente între acţiunile dinamice exteriaore, parametriui de definire ai sistemului şi răspunsul dinamic exprimat în mărimi cinematice fundamentale.

Prin analiză dinamică se înţelege ansamblu de procedee şi metode care permit exprimarea matematică a relaţiei acţiune – răspuns în vederea evaluării calitative şi cantitative a stării variabile de tensiune şi deformaţie din elementele şi structurile de rezistenţă.

1.2. Clasificarea mişcărilor vibratorii

Numeroase elemente de construcţie (structuri, maşini), într-un cuvânt sisteme execută în timpul exploatării mişcări variabile în timp care se numesc vibraţii sau oscilaţii.

În timpul mişcării când se produce o transformare a energiei cinetice în energie potenţială şi invers, diversele puncte ale sistemului oscilant execută deplasări pe diferite traiectorii. De obicei corpurile care vibrează suferă şi deformaţii care în majoritatea cazurilor sunt elastice.

A. După natura deformaţiilor produse în elementele structurii, vibraţiile pot fi:

- vibraţii transversale – când se produc deformaţii de încovoiere sau forfecare;

- vibraţii longitudinale – când se produc deformaţii axiale de compresiune şi de întindere;