Estudiar oscilaciones no lineales en sistemas mecánicos es fundamental para entender el comportamiento dinámico complejo en aplicaciones de ingeniería. Si bien los métodos analíticos clásicos siguen siendo valiosos para sistemas con complejidad limitada, se vuelven cada vez más inadecuados cuando las no linealidades son fuertes e inducidas geométricamente, como en el caso de oscilaciones de gran amplitud. Este artículo presenta una investigación combinada numérica y experimental de un sistema mecánico compuesto por dos péndulos acoplados, que exhiben un comportamiento no lineal significativo debido a la deformación elástica a lo largo de su movimiento. Se desarrolló un modelo matemático del sistema utilizando el entorno MatLab/Simulink ver.6.1, considerando fuerzas restauradoras gravitacionales, inerciales y elásticas no lineales. Uno de los principales desafíos en la modelización precisa de tales sistemas es representar con precisión la amortiguación, particularmente en ausencia de amortiguadores dedicados. En este trabajo, se identificaron experimentalmente los coeficientes de amortiguación a través de mediciones de decremento e se incorporaron al modelo de simulación para mejorar la precisión predictiva. Las salidas de la simulación, incluyendo desplazamientos angulares, velocidades, aceleraciones y trayectorias de fase a lo largo del tiempo, fueron validadas contra resultados experimentales obtenidos a través de sensores inerciales de alta precisión. La comparación muestra una fuerte correlación entre los datos numéricos y experimentales, con errores relativos mínimos en amplitud y frecuencia. Esta investigación representa la primera etapa de un estudio más amplio destinado a analizar oscilaciones forzadas y excitadas paramétricamente. Más allá de validar el modelo, el estudio contribuye al diseño de un marco experimental robusto adecuado para una exploración más profunda de la dinámica no lineal. Los hallazgos tienen implicaciones prácticas para el desarrollo y control de sistemas mecánicos sujetos a cargas dinámicas, con aplicaciones potenciales en automatización, análisis de vibraciones y diagnóstico de sistemas.