Una Matriz Dinámica para el Estudio de Vibraciones Libres de Conchas Cilíndricas Circulares Delgadas bajo Diferentes Condiciones de Contorno
Autores: Cammalleri, Marco; Castellano, Antonella
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Una Matriz Dinámica para el Estudio de Vibraciones Libres de Conchas Cilíndricas Circulares Delgadas bajo Diferentes Condiciones de Contorno
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Vibraciones
Cilindros de pared delgada
Frecuencias naturales
Condiciones de contorno
Teoría de cascarones
Problema de valores propios
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Aunque las vibraciones libres de cilindros de paredes delgadas han sido ampliamente tratadas en la literatura relevante, encontrar un buen equilibrio entre la precisión y la simplicidad de los procedimientos utilizados para la evaluación de la frecuencia natural sigue siendo un tema abierto. Este artículo propone un enfoque novedoso con un alto potencial para la aplicación práctica para la estimación rápida de las frecuencias naturales de cilindros de paredes delgadas bajo diferentes condiciones de contorno. Partiendo de la teoría de cascarones de Donnell-Mushtari, el problema diferencial se simplifica utilizando el principio del trabajo virtual e introduciendo las formas de onda flexionales de una viga como restringidas como el cilindro. Así, la formulación se reduce al problema de valores propios de una matriz dinámica equivalente de 3 x 3, que depende de la geometría del cilindro, el material y las condiciones de contorno. Se presentan varias comparaciones con enfoques experimentales, numéricos y analíticos para demostrar la fiabilidad del modelo y su interés práctico. Se logra un excelente equilibrio entre la facilidad de uso rápida y la precisión. La facilidad de uso del modelo lo hace adecuado para ser implementado durante la etapa de diseño sin requerir un conocimiento profundo del tema.
Descripción
Aunque las vibraciones libres de cilindros de paredes delgadas han sido ampliamente tratadas en la literatura relevante, encontrar un buen equilibrio entre la precisión y la simplicidad de los procedimientos utilizados para la evaluación de la frecuencia natural sigue siendo un tema abierto. Este artículo propone un enfoque novedoso con un alto potencial para la aplicación práctica para la estimación rápida de las frecuencias naturales de cilindros de paredes delgadas bajo diferentes condiciones de contorno. Partiendo de la teoría de cascarones de Donnell-Mushtari, el problema diferencial se simplifica utilizando el principio del trabajo virtual e introduciendo las formas de onda flexionales de una viga como restringidas como el cilindro. Así, la formulación se reduce al problema de valores propios de una matriz dinámica equivalente de 3 x 3, que depende de la geometría del cilindro, el material y las condiciones de contorno. Se presentan varias comparaciones con enfoques experimentales, numéricos y analíticos para demostrar la fiabilidad del modelo y su interés práctico. Se logra un excelente equilibrio entre la facilidad de uso rápida y la precisión. La facilidad de uso del modelo lo hace adecuado para ser implementado durante la etapa de diseño sin requerir un conocimiento profundo del tema.