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Vibrações de torsão

Vibrações de torção podem ocorrer com geometrias específicas de ressonância do eixo ou quando a velocidade de rotação é elevada, aumentando acima de um determinado valor limite.

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Vibrações de torsãoVibração de torção ocorre devido ao desequilíbrio nos sistemas rotativos, como o desalinhamento de um eixo de rotação ou um acoplamento fraco que permite pequenos movimentos indesejados ao longo do eixo de rotação.

As peças são projetadas para girar com uma velocidade constante ou, às vezes, para acelerar ou desacelerar. Quanto menos abruptas ou aleatórias as vibrações de rotação uma peça tem durante sua operação, maior sua vida útil.

Muitos componentes de torção são concebidos com materiais capazes de resistir a danos de torção a longo prazo, também conhecido como fadiga de torção. Sem testes adequados de carregamento vibracional, peças de fiação podem rachar, de forma até catastrófica, causando danos periféricos ou até mesmo matar o operador da máquina.

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Hastes rotativas, geralmente parte de um trem de força, como eixos de transmissão, comando de válvulas, virabrequins e cardans, podem ser submetidos a vibrações torcionais, já que eles transmitem energia de algum tipo de gerador. Tais eixos de rotação são construídos de materiais dúcteis, como os metais, que têm uma maior resistência à fratura (fissuração).

As partes metálicas rotativas falham através de craqueamento lento a partir da superfície em que a maior força de torção está e onde as fendas são os mais fáceis de identificar. As fissuras podem também aumentar a partir de rotação de acoplamentos ou defeitos de superfície no interior dos furos de fixação. Fissuras terminais em superfícies crescem em um plano perpendicular ao comprimento aproximado do eixo de rotação e em relação ao eixo central.

Um exemplo simples de vibração de torção é uma placa de estrada em um vento constante. Montagens e suportes que sustentam as placas, se em condições normais, não são projetados para resistir ao movimento de rotação. Em uma tempestade, os sinais de trânsito vão chicotear para frente e para trás no vento sob a influência de vibração de torção. Até mesmo placas muito grandes podem ser arrancadas de seu suporte e estilhaçadas.

Metais geralmente são os materiais usados para fazer partes rotativas, por causa de sua resistência

Metais geralmente são os materiais usados para fazer partes rotativas, por causa de sua resistência


Vibrações de torção podem ocorrer com geometrias específicas de ressonância do eixo ou quando a velocidade de rotação é elevada, aumentando acima de um determinado valor limite. Neste ponto, a rotação em torno do eixo torna-se dinamicamente instável e resulta em vibrações prejudiciais. Estas vibrações aleatórias, em desacordo com o movimento normal do eixo contínuo, abrem fendas no metal e são as causas principais de incapacidade das partes rotativas.

Se uma parte de um componente fino rotativo, por exemplo, uma turbina de lâmina, tem uma falha catastrófica de um meio de rachadura, isso pode levar a desequilíbrios em grande escala, que destruiriam sistemas de energia inteiros.

O motivo da vibração torsional é difícil de explicar, pois é complicado aplicar cargas de torção periódicas durante o teste. Hoje em dia, os eixos são desenhados com ferramentas analíticas para otimizar comprimentos e diâmetros das hastes, a fim de minimizar as vibrações torcionais.

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