INVESTIGADORES
PREIDIKMAN Sergio
congresos y reuniones científicas
Título:
Análisis de vibraciones de vigas rotantes utilizando las ecuaciones de movimiento de kane y el método de los modos asumidos
Autor/es:
CYNTHIA N. GÓMEZ; SERGIO PREIDIKMAN; BRUNO A. ROCCIA
Lugar:
Bahia Blanca
Reunión:
Congreso; 1er Congreso de Energías Sustentables; 2014
Institución organizadora:
Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Bahía Blanca
Resumen:
Los numerosos estudios y trabajos que se han
llevado a cabo para conocer las características de vibración libre de vigas
sometidas a movimientos de rotación, han sido motivados por el correcto diseño
de sistemas dinámicos rotantes.
En este esfuerzo, se derivan las ecuaciones de
movimiento de Kane que gobiernan la dinámica de una viga libre en un extremo y
empotrada en el otro a una base sometida a un movimiento de rotación con
velocidad angular constante. Se consideran los movimientos axial y transversal
(edge-wise y flap-wise) de la viga y se adopta un modelo de viga de
Euler-Bernoulli con propiedades homogéneas.
La ecuaciones de movimiento se discretizan
espacialmente mediante el método de Rayleigh-Ritz de los modos asumidos.
Para hallar las características de vibración libre
de la viga en rotación se desarrolló una herramienta computacional a partir de
la cual es posible calcular las frecuencias y modos naturales de vibrar del
sistema giroscópico en función de la velocidad angular de rotación de la base y
del número de modos asumidos utilizados en la discretización espacial.
Del análisis de la dinámica
del sistema en estudio se concluye que existe un acoplamiento entre los
movimientos edge-wise y axial, y debido a que se consideró éste acoplamiento es
posible captar el fenómeno de pandeo (frecuencia natural nula) de la estructura
a una cierta velocidad de rotación de la base. Las simulaciones numéricas
permitieron, además, visualizar el incremento de las frecuencias naturales de
vibrar con el aumento de la velocidad. Otro resultado importante a mencionar es
que existe un intervalo de velocidad de giro en el cual la primera frecuencia
de vibración axial y la tercera frecuencia de vibración en la dirección
edge-wise toman valores cercanos. Esto produce cambios abruptos en las
características de los modos de vibrar para cada uno de los dos tipos de
movimiento en cuestión.
