Vibratie

Vibratie (trillatie) is de periodieke beweging van een object of medium rond een evenwichtspunt. Trillingen treden op in vaste stoffen, vloeistoffen en gassen en kunnen worden veroorzaakt door interne krachten, externe excitatie of een combinatie daarvan. Bij trillingen gelden kenmerken zoals amplitude, frequentie, periode en de mate van demping.

Trillingen kunnen vrij voorkomen wanneer een systeem na een verstoring zonder voortdurende kracht verder oscilleert, of gedwongen trillingen wanneer een externe kracht het systeem aandrijft. Elk systeem heeft een natuurlijke frequentie; als een externe excitatie dicht bij die frequentie komt, kan resonantie optreden, wat de amplitude aanzienlijk kan vergroten.

Trillingen worden gemeten met instrumenten als accelerometers, vibrometers en laser-gebaseerde meetsystemen. Belangrijke begrippen zijn de frequentie (Hz), amplitude (verplaatsing of versnelling) en demping. De basale vergelijking van een dempende oscillator is m x'' + c x' + k x = F(t), waarbij vrije trillingen optreden bij F(t)=0 en gedwongen trillingen bij F(t)≠0. De natuurlijke frequentie wordt vaak uitgedrukt als f0 = (1/2π)√(k/m).

Toepassingen van vibratiekunde omvatten onderhoud en conditiebewaking van machines, bouwkundige en structurele integriteit bij aardbevingsbelasting, geluidsreductie en ontwerp van producten die trillingen beperken of benutten. Dempting en vormgeving van trillingspaden zijn centrale aspecten in engineering en kwaliteitszorg.