70717 - Ensayos dinámicos de laboratorio - AulaWeb

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS
INDUSTRIALES
DEPARTAMENTO DE MECÁNICA ESTRUCTURAL
Y
CONSTRUCCIONES INDUSTRIALES
PROGRAMA DE POSTGRADO EN
INGENIERÍA SÍSMICA: DINÁMICA DE SUELOS Y
ESTRUCTURAS
TÍTULO DEL CURSO:
ENSAYOS DINÁMICOS DE LABORATORIO
Nº DE CRÉDITOS:
3 ECTS
Descripción:
El curso se centra en el estudio de los ensayos modales que se utilizan tanto para la
comprobación de requisitos de rigidez, (frecuencia), como para la correlación y
actualización de modelos numéricos realizados con elementos finitos. Se articula
alrededor de un ensayo modal que se realiza sobre la maqueta de un pórtico
metálico.
Para ello será necesario revisar algunos conceptos básicos: a) Comportamiento
dinámico del sistema de 1 y N grados de libertad, centrándose en las funciones de
transferencia, b) Análisis de señal: problemas en la adquisición y en la obtención de
la transformada de Fourier.
Material adicional:
Se recoge a continuación la Ficha de la asignatura, un índice ampliado de las
exposiciones teóricas Y los bloques conceptuales en los que se van a dividir las
clases.
FICHA DE LA ASIGNATURA
70717 - Ensayos dinámicos de laboratorio
Curso: 2
Semestre: 4
Tipo: Obligatoria
Créditos ECTS: 3
Horas totales estimadas de trabajo del estudiante: 75
Horas de docencia teórica: 20
Horas de prácticas: 10
Horas de trabajo personal y otras actividades: 45
Nombre del profesor/es que imparte/n la asignatura: Consuelo Huerta
Gómez de Merodio
Objetivos, destrezas y competencias que se van a adquirir:
La competencia fundamental es el “Modelado dinámico de estructuras a
partir de ensayos modales” y como destrezas principales están el
análisis correcto de la señal temporal y el manejo de las funciones de
transferencia y todos los conceptos inherentes. Se trabaja siempre en
paralelo con modelos numéricos
Prerrequisitos para cursar la asignatura:
Algunas asignaturas optativas del programa, dependiendo de la vía de
acceso
Contenido (breve descripción de la asignatura):
A partir de un ensayo modal de una estructura en el laboratorio se trabaja
con bloques conceptuales que tienen objetivos concretos. Se proponen
ejercicios a realizar, normalmente durante las clases, para poder discutir los
resultados. Las introducciones teóricas se agrupan de acuerdo al siguiente
índice:
Introducción: Ensayos Modales
Bases teóricas: Función de transferencia 1 y N gdl
Instrumentación y medidas
Obtención de las Funciones de transferencia: análisis de señal
Modelo Modal: ajuste de las funciones
Comprobación de las medidas
Actualización de modelos matemáticos
Metodología docente: Clases teóricas, prácticas y trabajo personal
Tipo de evaluación: Ejercicios y evaluación continua en la discusión de
resultados
Idioma en que se imparte: español y/o inglés
ÍNDICE AMPLIADO DE LAS EXPOSICIONES TEÓRICAS
1. INTRODUCCIÓN
1.1 CONCEPTOS BÁSICOS EN DINÁMICA
1.2 REVISIÓN GENERAL DE LOS ENSAYOS MODALES
2. BASES TEÓRICAS
2.1 SISTEMA DE 1 GDL:
2.2 SISTEMA DE N GDL.
3. INSTRUMENTACIÓN Y MEDIDAS
3.1 DESCRIPCIÓN DE LA INSTRUMENTACIÓN
3.2 LOCALIZACIÓN Y PROBLEMAS DE MEDIDA
4. OBTENCIÓN DE LAS FUNCIONES DE TRANSFERENCIA: ANÁLISIS DE
SEÑAL
5. MODELO MODAL: AJUSTE DE LAS FUNCIONES
6. COMPROBACIÓN DE LAS MEDIDAS
7. ACTUALIZACIÓN DE MODELOS MATEMÁTICOS
BIBLIOGRAFÍA:
1.-
D. J. EWINS. “Modal Testing: Theory and Practice”. Research Studies Press
LTD. 1995
2.-
Singiresu S. RAO. “Mechanical Vibrations. Second edition”. Ed. AddisonWesley Publishing Company 1990
3.-
Jens Trampe Broch. “Mechanical Vibration and Shock Measurement”. Brüel &
Kjaer 1984
PROFESORADO:
CLASES:
Dra. Dª. Mª Consuelo HUERTA GÓMEZ DE MERODIO
Miércoles de 18, a 20,h
TELÉFONO:
91- 336 - 3135
CORREO:
mariaconsuelo.huerta@upm.es
ENSAYOS DINAMICOS: PROGRAMA CONCEPTUAL (2008)
BLOQUE
Conceptos comportamiento dinámico
Sistema de 1 Grado
de Libertad
 Rango de frecuencias para:
*Comportamiento estático – rigidez
*Inercial – masa
*Resonancia – limite por amortiguamiento
Sistema de 2
Grados de Libertad
 Concepto de modo de vibración
 Superposición modal:
 Aspecto de Funciones de transferencia:
* resonancias y anti-resonancias
* simetría de la matriz de transferencia
* modelo de amortiguamiento con tipo de
cálculo
 Efecto de las condiciones de contorno: rigidez
y masa finitas
 Esqueleto modal: rigidez modal…
 Aspecto de Funciones de transferencia: efecto
de las condiciones de contorno
 Selección correcta de parámetros para la
adquisición y análisis de señal.
 Comprobación de bondad y simetría de la
H(w) experimentales: coherencia y
reciprocidad
 Bondad del ajuste: comparación con H(w)
regenerada
 Simetría de rigidez modal
 Parámetros para estimar la bondad del modelo
numérico: MAC, MSF…
Sistema de n
Grados de Libertad
Obtención De Las
Funciones De
Transferencia:
Análisis De Señal
Modelo Modal:
Ajuste De Las
Funciones De
Transferencia
Modelo Dinámico: Teoría formulación
 Respuesta 1gdl en frecuencia.
 Función de transferencia:
 Respuesta ante carga armónica en
frecuencia ó ante impulso
Ejemplo de aplicación
 Modulo  Modelo de 1gdl que pueda
Teórico
representar el primer modo
de M y
del pórtico
K
 Autovalores y auto vectores
 Respuesta directa de 2 gdl
 Respuesta con superposición
modal
 Matriz de transferencia
 Modulo  Modelo de 2gdl que pueda
Teórico
representar los dos modos
de M y
del pórtico
K
 Modos de vibración
 Respuesta de 3 gdl con
superposición modal en frecuencia
 Matriz de transferencia
 Modulo  Modelo de 3gdl que pueda
Teórico
representar los dos modos
de M y
del pórtico
K
 Análisis de Señal: FFT
 Obtención experimental de las
Funciones de transferencia
 IDAS
 Entorno
análisis
de
señal
 Modulo
Teórico
de M y
K
 Métodos de ajuste
 Correlación con modelos
numéricos
 Ejercicios de síntesis y
obtención de FFT
 Obtención de las H(w)
correspondientes al ensayo
 Ajuste de la H(w) del
ensayo.
 Comparación con modelo
de 3gdl