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Desarrollo de un banco de pruebas de vibraciones mecánicas torsionales que permita validar los cálculos obtenidos por el método Holzer, como herramienta didáctica para el laboratorio de sistemas dinámicos.

Resumen

En la actualidad, la evaluación del comportamiento dinámico de estructuras sometidas a cargas torsionales es crucial en sectores como la automotriz, construcción y metalurgia. Estas industrias enfrentan problemas relacionados con el desgaste y las vibraciones en equipos expuestos a tales cargas. Los ejes y barras en mecanismos giratorios experimentan vibraciones torsionales durante arranques, paradas y operaciones a velocidades variables. Cuando estas vibraciones alcanzan niveles críticos, pueden acercarse a las frecuencias naturales del sistema, resultando en amplitudes peligrosas que pueden causar fallas por fatiga en los componentes. Las fracturas en ejes son una consecuencia de las vibraciones y las cargas aplicadas, que pueden llevar a rupturas totales y afectar gravemente el mecanismo en su conjunto. Estas fallas son especialmente comunes en ejes de máquinas alimentadas por motores eléctricos, donde se aplican torques constantes. Los cambios en el torque pueden surgir de resonancia torsional, cargas reversas o características del mecanismo. La resonancia torsional ocurre cuando la frecuencia del torque aplicado coincide con la frecuencia polar natural del sistema, lo que provoca un contragiro del eje sobre su eje central. Por lo tanto, es esencial realizar análisis detallados para mitigar los riesgos asociados a las vibraciones torsionales. Las estrategias de diseño y mantenimiento deben enfocarse en prevenir resonancias indeseadas y garantizar la integridad estructural de los componentes, para evitar fallas catastróficas que podrían resultar en costos significativos y riesgos operativos. Esto incluye el uso de materiales adecuados, el diseño de amortiguadores y la implementación de sistemas de monitoreo que detecten vibraciones anormales, asegurando así un funcionamiento seguro y eficiente de los mecanismos giratorios.