vibrações

Vibrações são movimentos oscilatórios de um corpo ou sistema ao redor de uma posição de equilíbrio, resultantes de forças que provocam deslocamento, velocidade e aceleração. Podem ocorrer em escalas diversas, desde componentes mecânicos de máquinas até estruturas inteiras, e são estudadas para compreender, prever e controlar respostas dinâmicas. Vibrações podem ser naturais, induzidas ou forçadas, e podem ser livres, quando o sistema oscila após um impulso, ou forçadas, quando a excitação externa continua.

As grandezas associadas são frequência (f, em Hz), período (T, = 1/f), amplitude (A) e fase. A resposta também envolve velocidade e aceleração. Em termos de modelagem, costuma-se usar um sistema massa-mola-amortecedor: m x'' + c x' + k x = F(t). A frequência natural é sqrt(k/m) e o amortecimento c determina a amplitude em regime estacionário. A ressonância ocorre quando a frequência da excitação se aproxima da frequência natural, levando a picos de amplitude que podem causar falhas se não controlados.

A medição de vibrações costuma recorrer a acelerômetros, sensores piezoelétricos ou vibrometria a laser, com análise espectral (FFT) para identificar modos de vibração e frequências críticas. O monitoramento de vibrações é central na manutenção preditiva de máquinas e estruturas.

Os efeitos incluem fadiga, desgaste, ruído, desconforto humano e danos estruturais. Medidas de mitigação abrangem isolamento e amortecimento, balanceamento de componentes, redesign de peças e redução da excitação.

Aplicações vão da indústria e engenharia civil à aeroespacial, automotiva e geofísica, onde a análise de vibrações sustenta diagnóstico de falhas, estabilidade estrutural e estudo de fenômenos sísmicos.