Dissertação
Vibrações transversais de viga comprimida apoiada sobre sistema massa-mola
Autor
Cunha, Hélio Dias da
Institución
Resumen
The principal problem undertaken is this work is the determination of the natural frequencies of lateral vibrations of a beam with axial load, wich carries a concentrated mass and spring located at any point along the length of the beam. The case of a beam with two concentrated masses and springs is also analysed. Exact soluctions for a beam with concentratedmass by classical methods was found by Karman (5) for a simply supported beam with concentrated mass at its mid-point and by Prescott (6) for a cantilever beam with concentrated mass at its free end. The extension of the solutions to include the efect of a spring can be made by classical methods only for the special cases mentioned. Aproximate solutions for the lowest natural frequency of a beam, mass, and spring system may be obtained by the Rayleigh-Ritz (4,8) energy methods but it is not always possible to determine the degree of aproximation. The method adopted makes use of a series expansion in terms of the set of orthogonal functions associated with the normal modes of vibration of a beam. Such a method was used for the particular case of an axially unloaded cantilever beam with mass and spring by Young (1). O principal problema abordado neste trabalho é a determinação das frequências naturais de vibrações transversais de viga com carga axial, que tem uma massa concentrada e mola, localizadas num ponto qualquer ao longo do comprimento da viga. O caso de uma viga com duas massas e molas é também analisado. Soluções exatas para uma viga com massa concentrada por métodos clássicos foram encontradas por Karman (5) para viga simplesmente apoiada com massa concentrada no ponto médio e por Prescott (6) para viga em balanço com massa concentrada na extremidade livre. A extensão das soluções para o efeito de uma mola pode ser feita por processos clássicos somente para os casos especiais mencionados. Soluções aproximadas para a menor frequência natural de um sistema viga-massa-mola podem ser obtidos pelo método da energia de Rayleigh-Ritz (4,8) mas nem sempre é possível determinar o grau de aproximação. O método utilizado faz uso de uma expansão em termos do conjunto de funções ortogonais associadas com os modos normais de vibração de uma viga. Tal método foi usado para o caso particular de viga em balanço sem carga de compressão com sistema massa-mola por Young (1).