El análisis de vibraciones consiste en el estudio del tipo la propagación de ondas elásticas en un material homogéneo y la determinación de los efectos producidos y el modo de propagación. Las vibraciones pueden ser medidas y caracterizadas midiendo la oscilación o desplazamiento alternante de ciertos puntos al paso de una onda elástica.

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El análisis de vibraciones se puede utilizar para calcular los módulos elásticos (módulo de Young, módulo de cizallamiento")) y el coeficiente de Poisson a partir de las frecuencias naturales de vibración de la muestra, que no debe sufrir ningún daño por el llamado método dinámico (ensayos no destructivos) a través de la velocidad del sonido, llamado pulso-eco.

Existe una relación unívoca entre las frecuencias naturales de vibración con las dimensiones y la masa de la muestra, parámetros fáciles de medir con un pie de rey y una balanza. Conociendo el tamaño, la masa y las frecuencias naturales de vibración, los módulos de elasticidad se pueden calcular fácilmente utilizando herramientas matemáticas.

El módulo de Young se calcula a partir de las vibraciones longitudinales o flexionales mientras que el módulo de cizallamiento y el coeficiente de Poisson se puede obtener mediante las vibraciones de torsión. De acuerdo con la norma ASTM E-1875[1]​ e E-1876[2]​ las pruebas pueden ser:.

Las muestras deben ser apoyados en sus puntos nodales.

Diagnóstico de fallas en rodamientos

El análisis de vibraciones se utiliza ampliamente en el diagnóstico de fallas en rodamientos. A partir de la geometría de los elementos rodantes se calculan frecuencias características (BPFI, BPFO, BSF y FTF) que permiten identificar defectos incipientes en pistas internas, externas, jaulas o elementos rodantes. Estos patrones facilitan la planificación de intervenciones antes de que ocurra una falla catastrófica.[3]​.

Sección rectangular

Para las muestras en forma de barras de sección rectangular, la estimación del módulo de Young (E) puede hacerse de la siguiente manera:[2]​.

donde:.

μ es el coeficiente de Poisson.

Por otra parte el módulo de cizallamiento") (G) puede estimarse mediante la expresión:.

donde:.

f es la frecuencia de resonancia fundamental torsional y R un factor que depende de la relación entre la anchura y la altura de la muestra igual a:.

Estos cálculos son válidos para los especímenes en forma de barras de sección rectangular. Para geometrías diferentes, otras ecuaciones deben usarse en los cálculos.[2]​.