La norma “ASTM E756 Método de prueba estándar para medir las propiedades de amortiguación de vibraciones de los materiales” desarrollada por la Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales (ASTM) describe un método de prueba para medir las propiedades de amortiguación de vibraciones de los materiales, incluido el factor de pérdida, el módulo de Young E y el módulo de corte G.
Este método de ensayo, con precisión en el rango de frecuencia de 50 a 5 kHz y el rango de temperatura útil del material, es útil para probar materiales con aplicaciones en vibración estructural, acústica de edificios y control de ruido audible. Dichos materiales incluyen metales, esmaltes, cerámicas, cauchos, plásticos, matrices epóxicas reforzadas y maderas, que pueden moldearse para adaptar las configuraciones de las muestras de ensayo.
El factor de pérdida de material y el módulo de los materiales amortiguadores son particularmente útiles en el diseño de medidas para controlar la vibración en estructuras y el sonido que se propaga en resonancia. Este método de ensayo determina las propiedades de un material amortiguador mediante medición indirecta utilizando la teoría de vigas en voladizo amortiguadas. Al aplicar la teoría de vigas, las propiedades resultantes del material amortiguador se hacen independientes de la geometría de la probeta utilizada para obtenerlas. Estas propiedades del material amortiguador pueden utilizarse posteriormente junto con modelos matemáticos para diseñar y predecir el rendimiento de los sistemas de amortiguamiento antes de la fabricación de los componentes. Estos modelos incluyen analogías simples de vigas y placas, así como modelos de análisis de elementos finitos.
Este método de ensayo ha demostrado buenos resultados al probar materiales compuestos por una sola capa homogénea. En algunas aplicaciones de amortiguamiento, un diseño de amortiguamiento puede constar de dos o más capas con propiedades significativamente diferentes. Para garantizar la máxima precisión posible en las predicciones de los modelos matemáticos, las capas que componen estos diseños complejos deben probarse por separado.
Todas las mediciones de amortiguamiento se realizan en el rango lineal, lo que significa que los materiales amortiguadores se comportan según la teoría viscoelástica lineal. Si la fuerza aplicada excita la viga más allá de la región lineal, el análisis de datos no es aplicable. Para un comportamiento lineal de la viga, el desplazamiento máximo desde el reposo de una viga compuesta debe ser menor que el espesor de la viga base.
La amplitud de la señal de fuerza aplicada al transductor de excitación se mantiene constante con la frecuencia. Si la amplitud de la fuerza no se puede mantener constante, la respuesta del haz debe dividirse entre la amplitud de la fuerza. La relación respuesta-fuerza (denominada compliancia o captación) en función de la frecuencia se utiliza para evaluar la amortiguación.
La norma ASTM E756 se considera necesaria principalmente por las siguientes razones:
En resumen, la norma ASTM E756 es esencial porque proporciona un método fiable, repetible y aceptado por la industria para caracterizar la respuesta de los materiales a la vibración. Esto facilita la selección de materiales, el diseño de sistemas, la seguridad de los productos y la innovación en múltiples sectores.
Las propiedades de amortiguación de vibraciones de los materiales describen la eficacia con la que un material absorbe y disipa la energía de las vibraciones, impidiendo que pase a través de ellos o se refleje. En pocas palabras, cuando algo se sacude o vibra (como el motor de un coche o una lavadora), ciertos materiales pueden ayudar a calmar la vibración (como un cojín que absorbe la energía). Esta capacidad se denomina amortiguación de vibraciones.
La propiedad clave medida es el factor de disipación. Esta es la métrica principal. Indica cuánta energía de vibración convierte un material en calor en lugar de conducirlo. Un factor de disipación más alto indica una mejor amortiguación. El módulo dinámico refleja la rigidez del material al vibrar. A menudo se combina con la amortiguación para comprender el comportamiento del material en condiciones reales.
Algunos ejemplos de materiales de amortiguación incluyen:
Las propiedades de amortiguación de vibraciones de los materiales son importantes para reducir el ruido (especialmente en automóviles, edificios y aparatos electrónicos). También protegen las piezas de la fatiga o los fallos causados por la vibración constante. Además, mejoran la comodidad y el rendimiento del sistema (como vehículos más silenciosos o maquinaria más suave).
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