Progettazione acustica e vibratoria di macchine e attrezzature per uso agricolo
4.1.1 Sospensioni passive Le sospensioni passive sono utilizzate per limitare la trasmissione di vibrazioni fra due strutture. L’inserimento di una sospensione in luogo di una connessione rigida altera la trasmissibilità della connessione stessa. Infatti, mentre una connessione rigida (k=∞) è caratterizzata da una trasmissibilità unitaria su tutta la banda di frequenza, l’inserimento di un sistema ausiliario a rigidezza finita e con smorzamento introduce un’azione di filtro meccanico sulla trasmissione di vibrazioni. La rigidezza influenza il valore della frequenza naturale del sistema e di conseguenza la banda in frequenza dove la trasmissibilità è più elevata; lo smorzamento, invece, ha influenza sulla capacità dell’elemento di collegamento di dissipare energia.
Figura 18
Sospensione passiva
(Università degli Studi di Roma La Sapienza - DIMA in collaborazione con Università degli Studi dell’Aquila - DIIIE)
A titolo di esempio, si consideri un macchinario che vibra in esercizio (il telaio di un trattore agricolo), sul quale deve essere realizzata la seduta di un operatore. Questo è il tipico problema in cui la sospensione passiva può essere impiegata al fine di isolare il sedile dalle vibrazioni del macchinario. Questo problema può essere modellato mediante sistema ad 1 GdL, in Figura 18, in cui un sedile di massa m è collegato mediante una sospensione di rigidezza k e smorzamento c al macchinario b. Il grafico in Figura 18 mostra la trasmissibilità della sospensione, espressa in funzione del rapporto ω ⁄ωn. La trasmissibilità mostra un’amplificazione della risposta per ω⁄ωn<√2, una risposta massima in risonanza (ω ⁄ωn =1) e un’attenuazione per ω ⁄ωn >√2. La pulsazione naturale ωn, dipende dalla rigidezza della molla che funge, quindi, da filtro meccanico passa basso. Si può pertanto modificare la frequenza di taglio (ω>√2 ωn), agendo sulla rigidezza della sospensione. L’introduzione dello smorzamento genera, rispetto al caso non smorzato, una diminuzione della trasmissibilità per ω ⁄ωn <√2 ed un aumento per ω ⁄ωn >√2. Lo smorzamento, quindi, modifica l’azione di filtro meccanico della rigidezza, riducendone l’effetto nella
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