Frequencia Natural

[pirata]

Da questão do quiz engine:

“Em propulsores convencionais, a frequencia natural fundamental das pás é geralmente maior que a frequencia primária de excitação provocada pelo hélice girando numa região com corrente de esteira.”

Afirmativa considerada correta, porém eu não compreendi o porque, assumindo esta afirmativa foi retirada desta passagem:

“For conventional propellers the fundamental natural frequency of the blade usually is higher than the primary excitation frequencies.”

Para mim se temos o mesmo hélice a frequencia natural continua igual. Entendo que o livro quis dizer que os propulsores convencionais possuem maior frequencia natural que a frequencia primaria da esteira gerada pela esteira, assim não implicando ressonancia entre os dois.

Como eu não tenho muita certeza se o meio raciocinio esta correto, solicito o auxilio dos universitarios.

[fabio]

A frase completa é essa : “For conventional propellers the fundamental natural frequency of the blade usually is higher than the primary excitation frequencies. For high skew the natural frequency decreases significantly. ”

fundamental natural frequency : é a frequencia de vibração, como se a pá fosse uma corda de guitarra.

frequencia de excitação : é relacionada à interação RPM + esteira , a frequencia das forças que atuam na pá.

Se a frequencia natural for igual à frequencia de excitação, ocorre a ressonância. O que o autor quer dizer é que fica mais fácil de acontecer ressonância se o hélice tiver skew. Pois as frequências se aproximam.

• Esta resposta foi modificada 7 anos, 5 meses atrás por fabio.

[pirata]

obrigado!

[Hugo Marins Silva]

Fábio, você disse que fica mais fácil de acontecer ressonância se o hélice tiver skew.

Se ocorre ressonância, “the unsteady forces and the associated unsteady stresses” serão maiores, é isso?

Pelo menos é o que concluí da seguinte seção do PNA Vibration (p. 279):

The coincidence of the natural frequency identified with some natural mode and the exciting frequency of some excitation component corresponds to a condition of resonance. At resonance, rigidity is counterbalanced by inertia and limitless vibratory amplification by the excitation is opposed only by damping, to first order. Since in ships, as in most engineering structures, damping is small, resonance is in general a condition that would be desirable to avoid.
Unfortunately, resonances cannot be avoided.

Caso seja assim, não entendo como isso se correlaciona com a seguinte frase do PNA (p. 185):

Cumming used the method of Tsakonas to carry out calculations for a highly skewed propeller in the wake of a Series 60 ship. He concluded that a significant reduction of unsteady shaft forces could be obtained by a judicious choice of the amount of skew.

E ainda (p. 184):

(g) Skew. (…) Cumming et al (1972) mention the following advantages of properly designed highly skewed propellers:
• Decrease in propeller-induced unsteady bearing forces and moments
• Decrease in propeller-induced unsteady pressure forces

Ora, se o skew aproxima a frequência natural da blade da frequência de excitação, causando ressonância, como pode ela ao mesmo tempo reduzir a vibração no casco e as unsteady forces?

• Esta resposta foi modificada 5 anos atrás por Hugo Marins Silva.

[Tiago Sasi]

Hugo,

Se ocorre ressonância, “the unsteady forces and the associated unsteady stresses” serão maiores, é isso?
– Pelo que eu entendi com Skew é mais fácil ter ressonância, pois a “fundamental natural frequency” diminui e não porque a “primary excitation frequency” aumenta.
O Skew na verdade diminui também a “primary excitation frequency”, pois reduz a vibração causada pelas “unsteady forces”. Pelo visto essa redução deve ocorrer em menor proporção.

Ora, se o skew aproxima a frequência natural da blade da frequência de excitação, causando ressonância, como pode ela ao mesmo tempo reduzir a vibração no casco e as unsteady forces?
– Creio que você deve estar confundindo vibração com ressonância.
A vibração do propulsor pode ocorrer. O que não pode é essa vibração ocorrer na “fundamental natural frequency”, pois aí ocorreria a ressonância.

[Autor]

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