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Vibración y choque

Con sus subgrupos, experimentos y estándares asociados.

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Subgrupos dentro de Vibración y choque

Cada grupo llega a su propia sección en la misma página; La lista completa de experimentos está ahí.

01Ensayos de vibración y choqueVibración senoidal · Random Vibration · Random Vibration

Vibración y choque — ¿Qué abarca este campo de ensayo?

La siguiente sección describe cómo funciona el campo de Vibración y choque. Las condiciones, los requisitos de muestra y los criterios de aceptación de los ensayos individuales de este campo figuran en las páginas de ensayo correspondientes.

Los ensayos de vibración y choque muestran si un producto resiste cargas dinámicas mecánicas. Los dos fenómenos son distintos: la vibración es una carga continua y repetida, mientras que el choque es un único impacto instantáneo de alta aceleración. Producen modos de fallo diferentes y se requieren por separado.

El fallo producido por la vibración es la FATIGA: una junta de soldadura se agrieta, una funda de cable se desgasta, un tornillo se afloja, un conector pierde contacto. El fallo producido por el choque es la FRACTURA: un componente frágil se rompe, un soporte se quiebra, una placa se sale de su alojamiento. Por eso ensayar un producto bajo vibración no demuestra que también resista un choque.

La vibración se aplica en tres formas, cada una con información distinta. La vibración senoidal barre una única frecuencia; se usa para hallar las frecuencias de resonancia del producto y es muy valiosa en la etapa de diseño. La vibración aleatoria representa la naturaleza de banda ancha del entorno real y se prefiere como evidencia de durabilidad. Los perfiles seno-sobre-aleatorio y aleatorio-sobre-aleatorio simulan juntos el ruido de banda ancha superpuesto a las frecuencias dominantes de motores y rotores, necesario en aplicaciones de helicóptero y turbohélice.

La RESONANCIA es el concepto central de este campo. Cada estructura tiene sus propias frecuencias naturales; cuando la frecuencia de excitación se acerca a una de ellas, la amplitud crece y el producto queda expuesto a una aceleración muchas veces superior al nivel de entrada. Por ello se realiza una búsqueda de resonancia antes del ensayo, y un cambio de diseño a menudo consiste en desplazar la resonancia en lugar de reducir el nivel.

En esta familia, el ACCESORIO DE MONTAJE (fixture) forma parte del resultado, y este es el punto que más se pasa por alto. Cómo se fija la probeta al vibrador cambia directamente la energía transmitida y el comportamiento de resonancia. Un accesorio mal diseñado introduce sus propias resonancias e impone una carga que el producto no vería de otro modo, o a la inversa, amortigua la carga real y protege al producto. Los resultados obtenidos con distintos accesorios no son comparables.

La elección del punto de medición también determina el resultado. El acelerómetro de control se coloca en el accesorio y los acelerómetros de monitorización en los puntos críticos del producto; el informe debe documentar estas posiciones. Las aceleraciones medidas en distintos puntos del mismo ensayo pueden diferir notablemente.

Los perfiles se dividen por área de aplicación: vibración de transporte (embalaje y envío), vibración de vehículo (según la ubicación de montaje), ferroviario (categorías EN 61373), aviación (secciones DO-160), militar (métodos MIL-STD-810) y transporte de baterías (UN 38.3 T3). El mismo producto pasa por distintos perfiles según el programa.

Grupos de métodos en este campo

Vibración senoidal
Determinación de resonancias mediante barrido de frecuencia y resistencia a frecuencias definidas; el ensayo más informativo en la etapa de diseño.
Vibración aleatoria
Durabilidad con un perfil de densidad espectral de potencia de banda ancha; el enfoque que mejor representa el entorno real.
Perfiles combinados
Senoidal sobre aleatorio y aleatorio sobre aleatorio; para frecuencias dominantes procedentes de maquinaria rotativa.
Choque clásico
Aceleración y duración definidas con formas de pulso semisenoidal, diente de sierra y trapezoidal.
Caída libre y volcado
Escenarios de caída realistas derivados de la manipulación; determinantes para productos portátiles.
Búsqueda y monitorización de resonancia
Detección de cambios estructurales (grietas, aflojamiento) mediante barridos antes y después del ensayo.

Confusiones frecuentes en este campo

El choque y la vibración no son el mismo ensayo; uno produce fractura, el otro fatiga, y se exigen por separado.
Un informe que no documenta el dispositivo de fijación no es comparable; un dispositivo puede introducir su propia resonancia.
Los niveles provienen de la norma de producto o de la especificación del programa; la norma no define un único nivel universal.
Sin un barrido de resonancia antes y después del ensayo, el daño estructural puede pasar desapercibido; el producto puede parecer que funciona mientras está agrietado internamente.
Debe indicarse la posición del punto de medición; las aceleraciones medidas en distintos puntos del mismo ensayo difieren notablemente.
Si el producto no se opera durante el ensayo, las pérdidas de contacto intermitentes permanecen invisibles.

Qué decisiones respaldan estos resultados