Paritian

Mécanique

Calculatrice d'Oscillateur Amorti (Masse–Ressort–Amortisseur)

Taux d'amortissement, fréquences propre et amortie et position à tout instant d'une masse sur un ressort avec amortisseur, avec le mouvement tracé dans le temps.

Résultats

Taux d'amortissement ζ 0,1000
Comportement Sous-amorti — oscille en se stabilisant
Fréquence propre 1,59155 Hz
Fréquence amortie 1,58357 Hz
Position à cet instant 4,92753 mm
Amplitude restante après chaque cycle 53,18 %
Coefficient d'amortissement critique 20 N·s/m
Comment cela varie
Position à cet instantTemps 0,00 – 2,51. Position à cet instant: 50 → 3,96689; Enveloppe de décroissance: 50 → 4,05013; : -50 → -4,05013Position à cet instantEnveloppe de décroissance-60-40-2002040600,000,501,001,502,002,50Temps (s)

La ligne en pointillé marque la valeur que vous avez saisie.

Ce que fait cet outil

Ressorts, suspensions, cordes de guitare et immeubles qui oscillent suivent tous cette même équation de masse, de raideur et d'amortissement. Le taux d'amortissement ζ décide du caractère : sous 1, le système vibre avec une sinusoïde qui s'éteint ; à exactement 1, il revient le plus vite possible sans dépasser ; au-dessus de 1, il revient lentement. Les ferme-portes visent près de 1, et beaucoup d'instruments de mesure tournent autour de 0,7, valeur qui se stabilise le plus vite à quelques pour cent près. Le mouvement montré part du déplacement indiqué, lâché sans vitesse.

Formule

m x″ + c x′ + k x = 0 · ωₙ = √(k ÷ m) · ζ = c ÷ (2√(k m)) · ω_d = ωₙ √(1 − ζ²)

Variables

SymboleSignificationUnité
mMassekg
kConstante de raideurN/m
cCoefficient d'amortissement cN·s/m
x0Déplacement initial (lâché sans vitesse)mm
tTempss
ZTTaux d'amortissement ζ—
RGComportement—
FNFréquence propreHz
FDFréquence amortieHz
XPosition à cet instantmm
AKAmplitude restante après chaque cycle%
CCCoefficient d'amortissement critiqueN·s/m

Exemple résolu

  • Masse1 kg
  • Constante de raideur100 N/m
  • Coefficient d'amortissement c2 N·s/m
  • Déplacement initial (lâché sans vitesse)50 mm
  • Temps0,5 s
  • Taux d'amortissement ζ0,1000
  • ComportementSous-amorti — oscille en se stabilisant
  • Fréquence propre1,59155 Hz
  • Fréquence amortie1,58357 Hz
  • Position à cet instant4,92753 mm
  • Amplitude restante après chaque cycle53,18 %
  • Coefficient d'amortissement critique20 N·s/m

Limites

  • La formule suppose des conditions idéales : pas de frottement, pas de résistance de l'air et pas de pertes de rendement sauf si vous les saisissez.
  • Le mélange d'unités est la source d'erreur la plus fréquente. Convertissez chaque valeur dans l'unité indiquée près du champ avant de calculer.