A Calculadora de Frequência Natural do Motor estima a frequência natural ou ressonante dos componentes ou sistemas do motor. Este valor é crucial para identificar potenciais problemas de vibração que podem levar à fadiga, falha ou degradação do desempenho. Compreender a frequência natural ajuda os engenheiros a projetar coxins, virabrequins e estruturas de suporte do motor que evitam a ressonância em velocidades de operação. Esta ferramenta pertence à Calculadora de Análise de Vibração e Dinâmica Mecânica categoria.
Ao calcular essa frequência, engenheiros e projetistas podem minimizar oscilações indesejadas e melhorar a durabilidade geral e a suavidade dos sistemas do motor.
Fórmula da Calculadora de Frequência Natural do Motor
Repartição detalhada:
- fₙ = Frequência natural (em hertz, Hz)
- k = Rigidez ou Primavera constante do componente/sistema (em newtons por metro, N/m)
- m = Massa do objeto ou componente do motor (em quilogramas, kg)
- π ≈ 3.1416
Esta fórmula assume um sistema massa-mola simplificado e é amplamente utilizada em engenharia mecânica e automotiva para estimar características vibracionais.
Tabela de Referência Rápida
Use esta referência para frequências naturais aproximadas de sistemas de motores com base em valores comuns de rigidez e massa:
| Rigidez (N/m) | Massa (kg) | Frequência Natural (Hz) |
|---|---|---|
| 10,000 | 5 | 7.1 |
| 20,000 | 5 | 10.0 |
| 30,000 | 10 | 8.7 |
| 40,000 | 8 | 11.2 |
| 50,000 | 12 | 10.3 |
Esses valores ajudam você a comparar rapidamente diferentes combinações de rigidez e massa para estimar as frequências de vibração esperadas.
Exemplo de calculadora de frequência natural do motor
Digamos que um subconjunto do motor pesa 10 kg e é montado em um sistema com rigidez de 20,000 N / m.
-
Use a fórmula:
fₙ = (1 / 2π) × √(k / m)
fₙ = (1 / 6.2832) × √(20,000 / 10) = 0.1592 × √2000 = 0.1592 × 44.72 = 7.11 Hz
Então, a frequência natural é aproximadamente 7.11 Hz.
Evite operar o motor ou sistema próximo a essa frequência para reduzir o risco de vibração.
Perguntas frequentes mais comuns
Se a rotação operacional ou as vibrações externas corresponderem à frequência natural, pode ocorrer ressonância. Isso amplifica a vibração e pode levar a danos ou falhas nas peças do motor.
Sim. Esta calculadora pode ser aplicada a qualquer componente do motor que se comporte como um sistema massa-mola, incluindo coxins, suportes, eixos e bielas.
Uma regra comum é manter as frequências operacionais a pelo menos 20-30% de distância da frequência natural para evitar ressonância. Isso é conhecido como isolamento de vibração ou desafinação.