Análisis Numérico y Experimental de un Material Viscoelástico Implementado en un Sistema con Amortiguación Pasiva en una Viga Tipo Sándwich
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Date
2022-11-08
Authors
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
El uso de materiales específicos para aplicaciones de amortiguamiento pasivo ha llevado a la investigación continua de nuevos materiales o materiales existentes para su desempeño en este campo, junto al emergente uso de metamateriales y métodos de fabricación o prototipado rápido que facilitan esta tarea como la impresión 3d. Su amplia aplicación en diferentes campos está permitiendo su desarrollo en cuanto al nivel de complejidad de las geometrías como diferentes métodos de construcción y diseño. Mejorando con ello la factibilidad de las posibles aplicaciones en diversos sistemas de trabajo.
En este trabajo se revisaron las características mecánicas del material TPU NinjaFlexTM y sus propiedades de amortiguamiento desde un enfoque de ajuste. Su tipo de arquitectura del material (llenados hexaédricos con un número de orificios Na=3). Se ajustaron los datos al modelo de series de Prony con el fin de realizar su análisis numérico mediante el software ANSYS. Siendo este modelamiento validado con la experimentación del sistema de amortiguación pasiva de vibraciones en una viga tipo sándwich que representa y simplifica diversas aplicaciones para la evaluación de su viabilidad de construcción.
Se evidenció la dependencia del tiempo en cuanto módulo de relajación de un material viscoelástico. Se encontró una capacidad de amortiguamiento descrita mediante un damping ratio de 3,49% a un rango de frecuencia de 7,5 Hz para un sistema de una viga tipo sándwich con la interfaz (aluminio/TPU/aluminio). El rango de frecuencia es para este tipo de sistemas que muestra otro pico de capacidad de amortiguamiento es cercano a 32,7 Hz con un valor de 3,264%. Durante el desarrollo del proyecto se resaltó sencilla y precisa implementación del EMA para la experimentación modal.
Description
Keywords
Viscoelasticidad, ANSYS, Experimento, Amortiguación pasiva, Caracterización