Vibraciones libres de vigas rotantes utilizando las ecuaciones de movimiento de Kane y el método de los modos asumidos

Autores
Gómez, C. N.; Preidikman, S.; Roccia, B. A.
Año de publicación
2014
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
documento de conferencia
Estado
versión publicada
Descripción
Fil: Gómez, C. N. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; Argentina.
Fil: Gómez, C. N. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Buenos Aires; Argentina.
Fil: Preidikman, S. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; Argentina.
Fil: Preidikman, S. N. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Buenos Aires; Argentina.
Fil: Roccia, B. A. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; Argentina.
Fil: Roccia, B. A. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ingeniería. Departamento de Mecánica; Argentina.
Fil: Roccia, B. A. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Buenos Aires; Argentina.
El diseño de rotores de helicópteros, brazos robóticos, turbinas eólicas y otros sistemas mecánicos que involucran movimientos giratorios, ha motivado numerosos estudios sobre los modos de vibrar de vigas sometidas a movimiento de rotación. En este trabajo, se derivan las ecuaciones de movimiento que gobiernan la dinámica de una viga que está empotrada en uno de sus extremos (viga en voladizo) a una base sometida a un movimiento de rotación con velocidad angular constante. Se considera un modelo de viga de Euler-Bernoulli con propiedades homogéneas. Para encontrar las ecuaciones de movimiento que gobiernan el desplazamiento axial y transversal (flap-wise y edge-wise) de la viga, se utiliza: i) las ecuaciones dinámicas de Kane y, ii) el método de Rayleigh-Ritz de los modos asumidos que permite discretizar espacialmente el sistema continuo. Las simulaciones numéricas muestran que al aumentar la velocidad de giro, las frecuencias naturales de vibración aumentan; aunque existe una velocidad que anula la primera frecuencia natural del sistema acoplado axial-edgewise lo que indica el ?pandeo? de la estructura. Es posible captar este fenómeno porque se considera el acoplamiento entre los movimientos edge-wise y axial. En tanto que, el movimiento flap-wise tiene un comportamiento más previsible donde las frecuencias naturales crecen monótonamente con la velocidad debido a la rigidización que introducen las fuerzas centrífugas.
Fil: Gómez, C. N. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; Argentina.
Fil: Gómez, C. N. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Buenos Aires; Argentina.
Fil: Preidikman, S. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; Argentina.
Fil: Preidikman, S. N. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Buenos Aires; Argentina.
Fil: Roccia, B. A. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; Argentina.
Fil: Roccia, B. A. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ingeniería. Departamento de Mecánica; Argentina.
Fil: Roccia, B. A. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Buenos Aires; Argentina.
Mecánica Aplicada
Materia
Turbinas eólicas
Rotores de helicópteros
Brazos robóticos
Dinámica de viga
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
Repositorio
Repositorio Digital Universitario (UNC)
Institución
Universidad Nacional de Córdoba
OAI Identificador
oai:rdu.unc.edu.ar:11086/550084
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El diseño de rotores de helicópteros, brazos robóticos, turbinas eólicas y otros sistemas mecánicos que involucran movimientos giratorios, ha motivado numerosos estudios sobre los modos de vibrar de vigas sometidas a movimiento de rotación. En este trabajo, se derivan las ecuaciones de movimiento que gobiernan la dinámica de una viga que está empotrada en uno de sus extremos (viga en voladizo) a una base sometida a un movimiento de rotación con velocidad angular constante. Se considera un modelo de viga de Euler-Bernoulli con propiedades homogéneas. Para encontrar las ecuaciones de movimiento que gobiernan el desplazamiento axial y transversal (flap-wise y edge-wise) de la viga, se utiliza: i) las ecuaciones dinámicas de Kane y, ii) el método de Rayleigh-Ritz de los modos asumidos que permite discretizar espacialmente el sistema continuo. Las simulaciones numéricas muestran que al aumentar la velocidad de giro, las frecuencias naturales de vibración aumentan; aunque existe una velocidad que anula la primera frecuencia natural del sistema acoplado axial-edgewise lo que indica el ?pandeo? de la estructura. Es posible captar este fenómeno porque se considera el acoplamiento entre los movimientos edge-wise y axial. En tanto que, el movimiento flap-wise tiene un comportamiento más previsible donde las frecuencias naturales crecen monótonamente con la velocidad debido a la rigidización que introducen las fuerzas centrífugas.
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Fil: Gómez, C. N. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Buenos Aires; Argentina.
Fil: Preidikman, S. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Departamento de Estructuras; Argentina.
Fil: Preidikman, S. N. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Buenos Aires; Argentina.
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