Análisis dinámico no-lineal de mástiles arriostrados

J. C. MASSA, S. PREIDIKMAN, Y B. A. ROCCIA

Cusco, Perú

Congreso; CIBIM8 - 8° CONGRESO IBEROAMERICANO DE INGENIERÍA MECÁNICA; 2007

Pontificia Universidad Católica del Perú y Federación Iberoamericana de Ingeniería Mecánica

En este trabajo se estudia la respuesta dinámica no-lineal de mástiles arriostrados comúnmente utilizados en telecomunicaciones, mediciones meteorológicas y más recientemente, en líneas de transmisión eléctrica. Para llevar a cabo simulaciones numéricas de una manera simple se modela el mástil reticulado de tres o cuatro caras como una vigacolumna apoyada sobre un conjunto de soportes no-lineales que representan el sistema de riendas que se idealizan usando el modelo parabólico clásico, válido para cables con flecha pequeña. El efecto de segundo orden de las fuerzas de compresión en la dirección del mástil se tiene en cuenta mediante el uso de una matriz de rigidez geométrica. El sistema estructural aquí presentado tiene dos grados de libertad por nudo: el desplazamiento transversal y la rotación de los nudos en los cuales se ha discretizado el sistema. Para tener en cuenta el valor instantáneo de la rigidez horizontal de los nudos, que es función de los desplazamientos, se desarrolló un algoritmo que permite integrar numéricamente e interactivamente en el dominio del tiempo el sistema de ecuaciones diferenciales que describe al sistema dinámico no lineal. Finalmente, se comparan resultados provistos por el modelo totalmente no lineal de los cables con aquellos provistos por linealizaciones habitualmente utilizadas en la práctica.