Diseño y fabricación de un metamaterial con resonadores, encargado de disipar las vibraciones mecánicas

Gómez Castellanos, Juan David; Velásquez Vargas, Andrés Felipe

Diseño y fabricación de un metamaterial con resonadores, encargado de disipar las vibraciones mecánicas

dc.contributor.advisor	Sánchez Acevedo, Heller Guillermo
dc.contributor.author	Gómez Castellanos, Juan David
dc.contributor.author	Velásquez Vargas, Andrés Felipe
dc.contributor.evaluator	Villegas Bermudez, Diego Fernando
dc.contributor.evaluator	Pinto Hernandez, William
dc.date.accessioned	2022-09-16T15:46:51Z
dc.date.available	2022-09-16T15:46:51Z
dc.date.created	2022-09-13
dc.date.embargoEnd	2024-09-20
dc.date.issued	2022-09-13
dc.description.abstract	Las vibraciones mecánicas han sido un problema recurrente en el desarrollo reciente de la tecnología. Esto debido a problemas de desequilibrio, desalineación y desgaste de una máquina o elementos de ella. Los materiales tradicionales industriales empleados en el control pasivo de vibraciones tienen un comportamiento limitado, ya que cuentan con una relativa baja capacidad para disipar vibraciones. Este trabajo de grado expone el proceso de diseño de un metamaterial, empleando el método de los elementos finitos y su fabricación con manufactura aditiva. Esto con el fin de mejorar la capacidad de disipación de energía de vibración con respecto al material original, a través de la implementación de resonadores en su arquitectura celular. La metodología que se llevó a cabo en este proyecto de investigación consistió en, diseñar las alternativas de los metamateriales, esto incluye el diseño de la estructura celular y los resonadores. Después se realizó los análisis numéricos a cada alternativa, los cuales fueron análisis estático, modal y armónico. Luego se seleccionaron las mejores alternativas, por medio de una matriz de calidad, con la ayuda de los resultados obtenidos. Posteriormente se acondicionó el banco de pruebas, se efectuó un análisis modal experimental, para validar las frecuencias naturales, una vez verificadas se fabricaron los metamateriales, para finalmente ejecutar el ensayo de transmisibilidad. Gracias a los recursos de la Universidad Industrial de Santander y a la Escuela de Ingeniería Mecánica, se logró caracterizar los metamateriales, mediante el análisis de transmisibilidad. Con ello se determina el porcentaje de disipación de energía vibratoria de los materiales a determinada frecuencia, donde se logra evidenciar la eficiencia de disipación de energía respecto a los materiales convencionales.
dc.description.abstractenglish	The mechanical vibrations have been a recurring problem in recent technology development. This is due to problems of imbalance, misalignment and wear of a machine or elements of it. Traditional industrial materials used in passive vibration control have a limited behaviour, as they have a relatively low capacity to dissipate vibrations. This degree work exposes the process of designing a metamaterial, using the finite element method and its manufacture with additive manufacturing. This in order to improve the ability of energy dissipation of vibration with respect to the original material, through the implementation of resonators in its cellular architecture. The methodology that was carried out in this research project consisted of, designing the alternatives of metamaterials, this includes the design of the cellular structure and resonators. Then, numerical analyses were performed for each alternative, which were static, modal and harmonic analyses. The best alternatives were then selected, using a quality matrix, with the help of the results obtained. Subsequently, the test bench was conditioned, an experimental modal analysis was carried out, to validate the natural frequencies, once verified the metamaterials were manufactured, to finally execute the transmissibility test. Thanks to the resources of the Universidad Industrial de Santander and the School of Mechanical Engineering, metamaterials were characterized through transmissibility analysis. This determines the percentage of dissipation of vibratory energy of materials at a certain frequency, where it is possible to demonstrate the efficiency of energy dissipation with respect to conventional materials.
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Ingeniero Mecánico
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/11477
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.program	Ingeniería Mecánica
dc.publisher.school	Escuela de Ingeniería Mecánica
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Metamaterial
dc.subject	resonadores
dc.subject	vibraciones
dc.subject	transmisibilidad
dc.subject.keyword	Metamaterial
dc.subject.keyword	resonators
dc.subject.keyword	vibrations
dc.subject.keyword	transmissibility
dc.title	Diseño y fabricación de un metamaterial con resonadores, encargado de disipar las vibraciones mecánicas
dc.title.english	Design and manufacture of a metamaterial with resonators, responsible for dissipating mechanical vibrations
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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