AISLAMIENTO DE VIBRACIÓN POR IMPACTO, USANDO RIGIDEZ NO LINEAL.

AISLAMIENTO DE VIBRACIÓN POR IMPACTO, USANDO  RIGIDEZ NO LINEAL.

Advances in Shock Vibration Isolation Using Nonlinear Stiffness.

De la vibración y el impacto.

En diversos campos de la ingeniería se analizan sistemas, en búsqueda de mejorar sus propiedades, este es el caso del aislamiento de vibración que tiene diferentes usos en campos militares y navales, para el cual se propone un modelo de rigidez no lineal, para demostrar su factibilidad en la reducción de la aceleración máxima de sistemas sometidos a impacto.

Este amplio espectro analiza las vibraciones generadas por impactos, así mismo generar aislantes vibratorios para reducir las fuerzas; para el estudio, se observo que algunas fuerzas causan daños a equipos sensibles al exceder los niveles permitidos de esfuerzos y deformaciones, los aislantes tienen como objetivo absorber la energía del impacto, ello se analiza en las gráficas de impacto en función de los periodos o el espectro de respuesta al impacto SRS, Cuando la excitación es de muy corta duración con respecto al periodo natural, es decir τ/T > 0.25, se dice que el impacto es impulsivo y la respuesta del sistema es menor que la amplitud de entrada por lo cual, el sistema aislante efectivamente disminuye la transmisión de vibración.

Hoy en día el uso de aislantes no lineales se ha activado y estudiado por las siguientes razones, una es que la excitación de impacto es un fenómeno inherente-mente no lineal debido a los altos niveles de energía y deformación involucrados y la otra que el uso de aislantes no lineales puede ser benéfico al conseguir sistemas con una baja rigidez dinámica y alta rigidez estática, lo cual puede ser útil en el caso de impactos.

Un método para conseguir baja rigidez dinámica es la combinación de elementos elásticos lineales positivos y un elemento lineal negativo, para hallar la velocidad máxima se elaboró una aproximación por medio del método de Runge-Kutta; pero también la duración relativa del impacto juega un papel muy importante en la respuesta del sistema no lineal comparado con el sistema lineal. Para duraciones cortas, ambas respuestas son muy similares, ello se validó experimentalmente elaborando un montaje para medir la rigidez del sistema con una máquina; imanes y unos resortes lineales de nylon, llegando a conclusiones diferentes para cada analisis de propiedades de frecuencia natural, rigidez y amortiguamiento viscoso equivalente para diferentes condiciones de voltaje aplicado a los electro-imanes en donde se observó un cambio con respecto al análisis cuando se llevaban los imanes a la repulsión; todo ello concluyendo que la respuesta de impacto es dependiente del tipo de función de entrada, pulso o escalón, de la duración de este, y de las propiedades del sistema sujeto a impactos, es decir, masa rigidez y amortiguamiento, considerando un modelo basado en rigidez no lineal, demostrando que se puede conseguir una disminución considerable en la respuesta máxima de aceleración de un sistema sometido a impactos cuando se usa una estrategia de rigidez dinámica baja, la cual se validó experimentalmente con la máquina y el montaje. En el caso del amortiguamiento por fricción seca, que se encuentra en ciertos resortes de cable usados para el aislamiento de vibraciones extremas, presentan también curvas de rigidez no lineal esto hace que a futuro se pueda estudiar al fenómeno adecuadamente.

Bibliografía

·         Diego Francisco Ledezma-Ramirez. (Received 1 March 2014, Accepted 1 May 2014, Available online 1 May 2015). Advances in Shock Vibration Isolation Using Nonlinear Stiffness. 15/05/16, de ScienceDirect Sitio web: http://www.sciencedirect.com.bdatos.usantotomas.edu.co:2048/science/article/pii/S1405774315000153?np=y .