Análisis dinámico transitorio de vigas de amortiguación de capa no restringida caracterizadas por un modelo de derivada fraccional
Autores: Brun, Mikel; Cortés, Fernando; Elejabarrieta, María Jesús
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Análisis dinámico transitorio de vigas de amortiguación de capa no restringida caracterizadas por un modelo de derivada fraccional
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Análisis numérico
Propiedades mecánicas
Materiales viscoelásticos
Comportamiento dinámico transitorio
Vigas de amortiguación de capa libre
Configuraciones asimétricas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un análisis numérico de la influencia de las propiedades mecánicas y el grosor de los materiales viscoelásticos en el comportamiento dinámico transitorio de vigas de amortiguación de capa libre. Específicamente, las vigas consisten en láminas metálicas en voladizo con tratamiento viscoelástico en la superficie, y se analizan dos configuraciones diferentes: simétrica y asimétrica. El material viscoelástico se caracteriza por un modelo de derivada fraccionaria de cinco parámetros, que requiere métodos numéricos específicos para resolver el desplazamiento transversal del borde libre de la viga cuando se aplica una carga. Concretamente, se realiza una formulación de elemento finito homogeneizado para reducir el tiempo de cálculo, y se aplica el método de Newmark junto con el método de Grünwald-Letnikov para lograr la discretización temporal de las ecuaciones de derivada fraccionaria. Se evalúan amplitudes y tiempo de respuesta para estudiar el comportamiento dinámico transitorio y los resultados indican que, en general, las configuraciones asimétricas presentan una mayor atenuación de vibraciones que las simétricas. Además, se deduce que se debe alcanzar un compromiso entre el tiempo de respuesta y las amplitudes, y además, se han determinado los parámetros más influyentes para lograr una mayor reducción de vibraciones.
Descripción
Este documento presenta un análisis numérico de la influencia de las propiedades mecánicas y el grosor de los materiales viscoelásticos en el comportamiento dinámico transitorio de vigas de amortiguación de capa libre. Específicamente, las vigas consisten en láminas metálicas en voladizo con tratamiento viscoelástico en la superficie, y se analizan dos configuraciones diferentes: simétrica y asimétrica. El material viscoelástico se caracteriza por un modelo de derivada fraccionaria de cinco parámetros, que requiere métodos numéricos específicos para resolver el desplazamiento transversal del borde libre de la viga cuando se aplica una carga. Concretamente, se realiza una formulación de elemento finito homogeneizado para reducir el tiempo de cálculo, y se aplica el método de Newmark junto con el método de Grünwald-Letnikov para lograr la discretización temporal de las ecuaciones de derivada fraccionaria. Se evalúan amplitudes y tiempo de respuesta para estudiar el comportamiento dinámico transitorio y los resultados indican que, en general, las configuraciones asimétricas presentan una mayor atenuación de vibraciones que las simétricas. Además, se deduce que se debe alcanzar un compromiso entre el tiempo de respuesta y las amplitudes, y además, se han determinado los parámetros más influyentes para lograr una mayor reducción de vibraciones.