Tipos de vibração em ensaios de laboratório

Resposta rápida: são três tipos básicos: senoidal (uma frequência por vez), randômica (todas ao mesmo tempo, por uma PSD) e choque (pulsos curtos). Há ainda o sine-on-random e a replicação de campo.

Desde o transporte até o funcionamento contínuo de máquinas e veículos, os componentes estão sujeitos a esforços de vibração que podem comprometer sua integridade e seu desempenho. Cada tipo de ensaio representa um desses ambientes. Escolher o tipo certo é o que torna o ensaio representativo.

Vibração senoidal

A vibração senoidal é o tipo mais fundamental e controlado: a vibração varia de forma suave e previsível, seguindo uma curva senoidal. É usada para:

detecção de ressonância: identificar as frequências naturais da peça. A ressonância ocorre quando a frequência de excitação coincide com a frequência natural e pode amplificar a vibração a níveis perigosos;
varredura de frequência: analisar o comportamento do produto numa faixa de frequências;
ensaios de fadiga: avaliar a resistência do material e a vida útil sob vibração constante numa frequência específica.

Norma comum: IEC 60068-2-6.

Vibração randômica

A vibração randômica simula ambientes mais complexos e realistas. Em vez de uma frequência e uma amplitude, distribui a energia de vibração por uma ampla faixa de frequências ao mesmo tempo. É indicada para simular:

transporte: caminhão, trem, navio ou aeronave, cujas vibrações são aleatórias por natureza;
operação veicular: vibrações geradas por motores, estradas irregulares e outros componentes;
ambientes industriais: máquinas e equipamentos em operação.

Normas comuns: IEC 60068-2-64 e MIL-STD-810, Método 514 (514.8 na revisão H).

O ensaio randômico revela falhas que a vibração senoidal pode não mostrar, porque expõe a peça a uma gama ampla de frequências ao mesmo tempo e excita várias ressonâncias juntas.

Choque mecânico

Embora diferente da vibração contínua, o choque mecânico é feito no mesmo laboratório e no mesmo shaker eletromagnético. O choque é um evento transitório, não periódico, de alta amplitude e curta duração. Simula:

impactos: quedas, colisões e outros eventos súbitos;
manuseio bruto: as tensões impostas ao produto no manuseio, na embalagem e na desembalagem.

Garante a integridade estrutural e a funcionalidade da peça depois de um impacto repentino. Para quedas da peça solta ou embalada, o ensaio é a queda livre.

Vibração mista e outros tipos

Além dos tipos fundamentais, as normas preveem:

vibração mista (mixed-mode): combina vibração senoidal e randômica ao mesmo tempo; por exemplo, uma varredura senoidal sobreposta a um ambiente randômico, para representar uma frequência de excitação específica — como a rotação de um motor — sobre um ruído de fundo;
senoidal sobre randômica (sine-on-random): uma ou mais frequências senoidais somadas a um espectro randômico; é um dos modos da IEC 60068-2-80 (ensaio Fi), que cobre também faixas estreitas randômicas sobre um fundo de banda larga;
replicação de campo (field replication): usa dados de vibração medidos em campo para reproduzir as condições reais que o produto vai enfrentar; a MIL-STD-810H tem um método próprio para isso (525.2).

Esses ensaios dão uma simulação ainda mais próxima do uso real.

Comparativo

Tipo	Excitação	Simula	Norma típica
Senoidal	uma frequência por vez	ressonâncias, fadiga em frequência fixa	IEC 60068-2-6
Randômica	banda larga, todas juntas	rodagem, operação, transporte	IEC 60068-2-64, MIL-STD-810
Choque	pulso curto e intenso	quedas, impactos	IEC 60068-2-27
Sine-on-random	senoidal + randômica	motor girando sobre a rodagem	IEC 60068-2-80
Replicação de campo	sinal medido	o ambiente real da peça	especificação do cliente

Como escolher o tipo de vibração

A escolha depende das condições de operação do produto e da norma aplicável. Em geral, a especificação do cliente ou a norma de montadora já define os tipos e a sequência — é comum uma busca de ressonância senoidal, seguida de um ensaio randômico de durabilidade e, depois, de choque. Quando não há norma, o ponto de partida é onde a peça é montada e como é transportada. Os demais parâmetros estão em parâmetros de um teste de vibração.

O laboratório ajuda a definir os ensaios mais relevantes para o produto, executa cada um conforme a norma e entrega relatório técnico com perfis aplicados, inspeções e resultados.

Experiência da Labmor

A Labmor faz ensaios de vibração e choque desde 2014, em shaker eletromagnético próprio de 35 kN, com câmara climática acoplável. Conheça a área de vibração.