Diseño, modelamiento y simulación de una mesa sísmica unidireccional hidráulica

Abstract

Dentro de la ingeniería estructural y mecánica, encontramos gran cantidad de fallas, en su gran mayoría, producidas por las cargas dinámicas, las cuales siempre están presentes en los diferentes tipos de estructuras y equipos. En estas cargas, consideramos desde efectos ocasionados por fatiga (perjudiciales para equipos), hasta fenómenos naturales como los terremotos (perjudiciales para las estructuras). Los fenómenos naturales como los terremotos, en ocasiones aumentan a niveles destructivos causando grandes daños en estructuras y catástrofes en la vida humana. Este fenómeno natural junto con otros como los efectos que el viento ejerce sobre las estructuras, producen movimientos y fuerzas que terminan produciendo fallas. La presente tesis expone el diseño, modelamiento y simulación de una mesa sísmica unidireccional para modelos estructurales de escala 1/4. Inicialmente, el documento muestra el diseño y selección de cada uno de los equipos y accesorios del simulador hasta llegar al planteamiento matemático del modelo dinámico del mismo y de esta manera, obtener las ecuaciones de estado espacial del sistema. Luego, se desarrolló un algoritmo de control en MATLAB- SIMULINK con el fin de reproducir registros sísmicos con un error relativo menor al 5%. La validación del algoritmo se realizó mediante el análisis de los diagramas de bode del sistema obtenidos a partir de este. Finalmente, se presenta una rutina en MATLAB con el fin de procesar los registros sísmicos a través de la transformada de Fourier, filtrarlos y luego retornar las señales al dominio del tiempo con el fin de eliminar perturbaciones y ruidos.