UNIVERSIDAD DEL VALLE DE MÉXICO PROGRAMA DE ESTUDIO DE LICENCIATURA PRAXIS MES XXI NOMBRE DE LA ASIGNATURA: VIBRACIONES MECÁNICAS FECHA DE ELABORACIÓN: FEBRERO 2006 ÁREA DEL PLAN DE ESTUDIOS: AS ( ) AC ( ) APOBL ( X ) APOPT ( ) ASIGNATURA INTEGRADORA ( ) HORAS DE APRENDIZAJE A LA SEMANA CON DOCENTE INDEPENDIENTES TOTAL CLAVE: 532043 5 3 8 ASIGNATURA ANTECEDENTE: 532509 ECUACIONES DIFERENCIALES CLAVE NOMBRE CRÉDITOS: 7.5 TOTAL DE HORAS CLASE POR ASIGNATURA: 120 OBJETIVO GENERAL El estudiante diseñará sistemas movibles, estructuras de soporte y mantenimiento predictivo de las máquinas, a través de la aplicación de sus conocimientos sobre vibraciones. 1.- Movimiento Oscilatorio. 2.- Vibración Libre. 3.- Vibración excitada armónicamente. 4.- Vibración Transitoria. 5.- Sistemas con dos grados de libertad. 6.- Propiedades de los sistemas vibrantes. 7.- Vibración de modo normal de sistemas continuos. 8- Transda de Fourier y análisis de espectros de vibración. ÍNDICE DE UNIDADES
1. Movimiento Oscilatorio. 8/8 El estudiante comprenderá el movimiento del sistema vibratorio en el dominio del tiempo, y encontrar la ecuación de movimiento de un sistema vibratorio. 1.1 Movimiento armónico. 1.2 Movimiento periódico. 1.3 Terminología de vibración. Solución de determinación de movimientos. Exposición de características de los diferentes movimientos.
2. Vibración Libre. 8/8 El estudiante determinará la frecuencia natural de un sistema, así como los diferentes tipos de amortiguamiento. 2.1.- Frecuencia natural. 2.2.- Método de energía. 2.3.- Vibración libre con amortiguamiento viscoso. 2.4.- Amortiguamiento de Coulomb. Solución de problemas aplicados a frecuencias y amortiguamiento. Prácticas aplicadas a vibraciones libres de sistemas físicos.
3. Vibración excitada armónicamente. 8/8 El estudiante balanceará un rotor con N planos, así también aislará un sistema vibratorio. 3.1.- Vibración amortiguada forzada. 3.2.- Desbalanceo rotatorio. 3.3.- Balanceo en N planos por coeficientes de influencia. 3.4.- Aislamiento Vibratorio. 3.5.- Energía disipada por amortiguamiento. Solución de balanceo de rotores de N planos. Prácticas de laboratorio de sistemas vibratorios.
4. Vibración Transitoria. 8/8 El estudiante describirá el movimiento vibratorio de un sistema con excitación súbita. 4.1.- Excitación al impulso. 4.2.- Excitación arbitraria. 4.3.- Formulación de la transda de Laplace 4.4.- Espectro de respuesta. 4.5.- Método de Runge Kutta. Prácticas de vibración transitoria con diferentes excitaciones. Exposición práctica del contenido y de método de Runge Kutta.
5. Sistemas con dos grados de libertad 6/6 El estudiante resolverá problemas vibratorios de dos o más grados de libertad y proponer su sistema de amortiguamiento. 5.1.- Modo normal de Vibración. 5.2.- Acoplamiento de coordenadas. 5.3.- Vibración armónica forzada. 5.4.- Amortiguador de vibración. 5.5.- Amortiguador de péndulo centrífugo. 5.6.- disipador de Vibraciones. 5.7.- Efecto giroscopio en ejes rotatorios.. Solución de sistemas con dos o más grados de libertad. Desarrollo de prácticas con sistemas amortiguadores.
6. Propiedades de los sistemas vibrantes. 6/6 El estudiante comprenderá las propiedades de un sistema vibratorio y sus. 6.1.- Matriz de flexibilidad y de rigidez. 6.2.- Teorema recíproco. 6.3.- Valores propios y vectores propios. 6.4.- Ecuaciones básicas de flexibilidad. 6.5.- Propiedades ortogonales de los vectores propios. 6.6.- Raíces repetidas. 6.7.- Matriz modal P. 6.8.- Amortiguador modal en vibración forzada. 6.9.- Sumario de modos normales. Exposición teórica y práctica de las diferentes propiedades de los sistemas vibrantes.
7. Vibración de modo normal de sistemas continuos. El estudiante comprenderá la vibración de los sistemas con poca rigidez y masa. 6/6 7.1.- Cuerda vibrante. 7.2.- Vibraciones longitudinales de barras. 7.3.- Vibración en barras sometidas a torsión. 7.4.- Ecuaciones de Euler para vigas. 7.5.- Efecto de inercia de rotación y deción de cortante. 7.6.- Vibración de membranas. Análisis y comprensión de vibraciones en sistemas continuos. Solución aplicados a efectos vibratorios normales.
8. Transda de Fourier y análisis de espectros de vibración 10/10 El estudiante realizará el mantenimiento predictivo por medio de la vibración que genere una máquina, además de operar un analizador de vibraciones. 8.1.- Mantenimiento predictivo. 8.2.- Espectros de vibración. 8.3.- Analizadores de vibración. 8.4.- Censores de vibración. 8.5.- Espectro de vibración por desbalanceo 8.6.- Espectro de vibración por desalineamiento. 8.7.- Espectro de vibración por engranes y bandas. 8.8.- Espectro de vibración por baleros. 8.9.- Espectro de vibración por soltura. Solución de problemas con a transdas de Fourier. Prácticas de mantenimiento predictivo basado en vibraciones. Operación del analizador de vibraciones e interpretación de resultados.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS BÁSICA: KELLY, Graham S., Mechanical Vibrations, Schaum s Outline series, Edit. McGraw Hill, EE. UU., 1ª edición, 1996 THOMSON, William, Theory of vibration with Applications, Edit. Prentice Hall, 5a. Edición, 2000 DEN HARTOG, J.P., Mechanical Vibrations, Edit. Dover, Inglaterra, 4a. Edición, 1985 COMPLEMENTARIA: SINGIRESU, S. Rao, Mechanical Vibrations, Prentince Hall, 4 th edition, 2003 NEWLAND, D. E., Mechanical Vibrations Analysis and computation, Dover Publications, 1 st edit., 2006
UNIVERSIDAD DEL VALLE DE MÉXICO PROGRAMA DE ESTUDIO DE LICENCIATURA PRAXIS MES XXI ASIGNATURA: VIBRACIONES MECÁNICAS CLAVE: 532043 PERFIL DOCENTE NIVEL DE ESCOLARIDAD PROFESIÓN ÁREA EXPERIENCIA PROFESIONAL ACTIVIDADES AÑOS NIVEL EDUCATIVO EXPERIENCIA DOCENTE ASIGNATURAS AÑOS Y/O SEMESTRES Licenciatura Ing. Físico Lic. Físico Lic. Físicomatemático Ing. Mecánico o afin Mantenimiento Diseño Análisis de problemas de diseño. Mantenimiento de máquinas rotatorias 3 Licenciatura Vibraciones Física Mecánica Diseño Ecuaciones diferenciales 2 años OTROS CONOCIMIENTOS DESEABLES: Manejo de analizador de vibraciones, software como mathlab o mathcad