Neliniarităţile maşinilor rotative
Aşa cum a fost discutat, vibraţia unei maşini este, de fapt, răspunsul acesteia la forţele determinate de componentele în mişcare ale maşinii respective. Noi obişnuim să măsurăm nivelul de vibraţie în diferite locaţii de pe maşină şi să deducem din aceste vibraţii mărimea forţelor de excitaţie. La măsurarea frecvenţei de vibraţie vom presupune că forţele de perturbaţie sau de excitaţie apar la aceeaşi frecvenţă ca şi semnalul de răspuns şi că amplitudinile de semnal măsurate la ieşire sunt proporţionale cu amplitudinea forţelor respective. Acest raţionament presupune că maşina are un comportament liniar, ceea ce este o presupunere rezonabilă pentru cele mai multe maşini.
Cu toate acestea, de vreme ce la utilajele dinamice uzarea şi jocurile cresc în timp, sau dacă există deja fisuri sau părţi friabile, răspunsul acestora nu va mai fi liniar, prin urmare vibraţiile măsurate ca semnal de ieşire pot avea un caracter complet diferit faţă de forţele de excitaţie. De exemplu, un rotor dezechilibrat determină apariţia unui vârf la 1×RPM în spectrul de vibraţie, iar această forţă nu mai presupune nici o altă frecvenţă. În cazul în care structura mecanică a maşinii este neliniară, această forţă sinusoidală va fi distorsionată, iar vibraţia rezultată va prezenta vârfuri atât în fundamentală (1×RPM), cât şi la armonici ale acesteia. Domeniul şi amplitudinea conţinutului armonic al vibraţiilor este o măsură a gradului de neliniaritate al maşinii respective. De exemplu, spectrul de vibraţie al unui lagăr de alunecare cu jocuri în creştere va conţine un număr în creştere de armonici.
Cuplajele flexibile devin sisteme neliniare atunci când sunt greşit aliniate, motiv pentru care spectrul lor de vibraţie va conţine un vârf de mare amplitudine la 2×RPM. Cuplajele uzate şi greşit aliniate produc de multe ori vârfuri de mare amplitudine la 3×RPM. Atunci când forţele de excitaţie de frecvenţe diferite interacţionează neliniar în cadrul unei maşini, rezultatul va consta în generarea de frecvenţe noi, sumă şi diferenţă, care nu se regăsesc în frecvenţele iniţiale la care apare excitaţia. Aceste frecvenţe sumă/diferenţă reprezintă benzile laterale întâlnite în spectrele angrenajelor defecte, lagărelor defecte etc. În cazul unui angrenaj defect, una dintre frecvenţele de excitaţie este frecvenţa de angrenare şi alta este turaţia angrenajului. În cazul unui angrenaj excentric sau deformat, turaţia de lucru va modula frecvenţa angrenajului dând naştere benzilor laterale.
Modularea este întotdeauna un proces neliniar, în urma căruia se creează noi frecvenţe care nu se regăsesc în frecvenţa de excitaţie.