Propuesta de diseño de un amortiguador de masa sintonizada para modelos dinámicos de laboratorio
DOI:
https://doi.org/10.14482/inde.39.2.620.104Palabras clave:
Amortiguador de masa sintonizada, análisis dinámico, control de vibraciones, método de elementos finitosResumen
Este trabajo presenta el diseño de un amortiguador de masa sintonizada (AMS) para el control de vibraciones de una viga metálica simplemente soportada. Considerando las propiedades mecánicas de resortes comerciales y amortiguadores magnéticos, y con la aplicación del método de elementos finitos, se evaluó la factibilidad de construcción de un AMS que permitiera reducir las vibraciones en la viga. Este estudio describe las propiedades mecánicas de la viga, así como las características del amortiguador de masa sintonizada. Los resultados se podrán utilizar en la construcción de modelos dinámicos que promuevan el estudio del análisis experimental de estructuras. Para identificar la rigidez y amortiguamiento adecuado, se utilizaron las ecuaciones propuestas por Deng Hartog. Finalmente, fue evaluado el desempeño del AMS en el control de vibraciones en condiciones de excitación de impacto. Con la implementación del dispositivo, en los resultados se encontraron reducciones superiores al 90 %.
Citas
D. Wang, C. Wu, Y. Zhang, and S. Li, “Study on vertical vibration control of long-span steel footbridge with tuned mass dampers under pedestrian excitation,” Journal of Constructional Steel Research, vol. 154, pp. 84–98, Mar. 2019, doi: 10.1016/j.jcsr.2018.11.021.
Q. Wang, Z. Q. Zhang, K. Yang, C. Zhou, and D. P. Xia, “Research of the Control of the Vibration Caused by Human in Long-Span Terminal Aerobridge,” Applied Mechanics and Materials, vol. 744–746, pp. 807–815, 2015, doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.744-746.807.
R. T. Diego, “Redução de vibrações utilizando múltiplos sistemas passivos de absorção,” 2010.
Z. Cao, X. Hua, Q. Wen, Z. Chen, and H. Niu, “A state space technique for modal identification of coupled structure–tuned mass damper systems from vibration measurement,” Advances in Structural Engineering, vol. 22, no. 9, pp. 2048–2060, Jul. 2019, doi: 10.1177/1369433219829807.
Y. H. Chen and Y. H. Huang, “Timoshenko beam with tuned mass dampers and its design curves,” Journal of Sound and Vibration, 2004, doi: 10.1016/j.jsv.2003.10.013.
N. C. Tho, N. T. Ta, and D. van Thom, “New Numerical Results from Simulations of Beams and Space Frame Systems with a Tuned Mass Damper,” Materials, vol. 12, no. 8, 2019.
L. L. V., L. A. L. V., J. L. v. BRITO, and S. M. AVILA, “CONTROL DE VIBRACIONES EN UNA VIGA GERBER UTILIZANDO AMORTIGUADORES DE MASA SINTONIZADOS,” DYNA, vol. 77, no. 164, pp. 119–129, Oct. 2010, Accessed: Sep. 19, 2020. [Online]. Available: https://revistas.unal.edu.co/index.php/dyna/article/view/25583.
L. Irazu and M. J. Elejabarrieta, “Analysis and numerical modelling of eddy current damper for vibration problems,” Journal of Sound and Vibration, vol. 426, pp. 75–89, Jul. 2018, doi: 10.1016/j.jsv.2018.03.033.
B. Ebrahimi, M. B. Khamesee, and M. F. Golnaraghi, “Design and modeling of a magnetic shock absorber based on eddy current damping effect,” Journal of Sound and Vibration, vol. 315, no. 4–5, pp. 875–889, Sep. 2008, doi: 10.1016/j.jsv.2008.02.022.
C. Magluta, “Sistemas Dinâmicos Passivos para Absorção de Vibrações. Estruturais,” 1993.
A. K. Chopra, Dynamics of Structures Theory and Applications to Earthquake Engineering, Fifth. 2020.
J. P. den Hartog, Mechanical Vibrations. New York: Dover Publications, 2013.
M. Gutierrez Soto, “INVESTIGATION OF PASSIVE CONTROL OF IRREGULAR BUILDING STRUCTURES USING BIDIRECTIONAL TUNED MASS DAMPER,” 2012.
“VIBRATION CONTROL IN A GERBER BEAM USING TUNED MASS DAMPERS.” http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0012-73532010000400013 (accessed Aug. 25, 2020).
Y. Liu, K. Wang, O. Mercan, H. Chen, and P. Tan, “Experimental and numerical studies on the optimal design of tuned mass dampers for vibration control of high-rise structures,” Engineering Structures, vol. 211, p. 110486, May 2020, doi: 10.1016/j.engstruct.2020.110486.
N. Torres Turibio, “DISEÑO Y CARACTERIZACIÓN DE UN AMORTIGUADOR MAGNÉTICO SECO,” 2016.
B. Ebrahimi, M. B. Khamesee, and F. Golnaraghi, “Permanent magnet configuration in design of an eddy current damper,” in Microsystem Technologies, Jan. 2010, vol. 16, no. 1–2, pp. 19–24, doi: 10.1007/s00542-008-0731-z.
MIDAS IT, “Midas Gen 2019.” 2018.
The MathWorks Inc., “Matlab.” Natick, Massachusetts, 2017.
Lee Spring, “Resortes de catálogo & hechos a la medida,” 2016. http://www.leespring.co.nz/downloads/mx/2016/Catalogo Final Serie 23.pdf (accessed Aug. 15, 2020).
