Modelo Dinámico de Rodamiento de Bolas Dúplex Precargado Duro para Aplicaciones Espaciales
Autores: Riera, Pablo; Macareno, Luis Maria; Fernandez de Bustos, Igor; Aguirrebeitia, Josu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Modelo Dinámico de Rodamiento de Bolas Dúplex Precargado Duro para Aplicaciones Espaciales
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Rodamientos de bolas de doble hilera
Mecanismos de satélites espaciales
Respuesta dinámica
Simulaciones
Pruebas experimentales
Modelo de múltiples grados de libertad
Dinámica rotacional
Evolución de la frecuencia
Distribución de tensiones
Fenómenos de separación
Amplificación de la respuesta
Rendimiento dinámico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Los rodamientos de bolas dúplex son componentes comunes en los mecanismos de satélites espaciales, y su comportamiento impacta en el rendimiento y la fiabilidad general de estos sistemas. Durante los lanzamientos de cohetes, estos rodamientos sufren altas cargas vibratorias, lo que hace que su respuesta dinámica sea esencial para su supervivencia. Para predecir el comportamiento dinámico bajo vibración, se realizan simulaciones y pruebas experimentales. Sin embargo, los modelos publicados para aplicaciones espaciales no logran capturar las variaciones observadas en las respuestas de las pruebas. Este estudio presenta un modelo multibody no lineal de múltiples grados de libertad de un rodamiento de bolas dúplex de espacio con precarga dura, particularizado para este trabajo al caso en el que el anillo exterior está unido a un vibrador y el anillo interior a una masa de prueba. El modelo incorpora la formulación de amortiguamiento por contacto de Hunt y Crossley y emplea cuaterniones para representar con precisión la dinámica rotacional. La respuesta del modelo simulado se valida contra datos de prueba axial publicados anteriormente, y su respuesta bajo excitaciones de escalón, seno y aleatorias se analiza tanto en el caso de excitación radial como axial. Los resultados revelan información clave sobre la evolución de la frecuencia, la distribución de tensiones, los fenómenos de separación y la amplificación de la respuesta, proporcionando una comprensión más profunda del rendimiento dinámico de los rodamientos de bolas de grado espacial.
Descripción
Los rodamientos de bolas dúplex son componentes comunes en los mecanismos de satélites espaciales, y su comportamiento impacta en el rendimiento y la fiabilidad general de estos sistemas. Durante los lanzamientos de cohetes, estos rodamientos sufren altas cargas vibratorias, lo que hace que su respuesta dinámica sea esencial para su supervivencia. Para predecir el comportamiento dinámico bajo vibración, se realizan simulaciones y pruebas experimentales. Sin embargo, los modelos publicados para aplicaciones espaciales no logran capturar las variaciones observadas en las respuestas de las pruebas. Este estudio presenta un modelo multibody no lineal de múltiples grados de libertad de un rodamiento de bolas dúplex de espacio con precarga dura, particularizado para este trabajo al caso en el que el anillo exterior está unido a un vibrador y el anillo interior a una masa de prueba. El modelo incorpora la formulación de amortiguamiento por contacto de Hunt y Crossley y emplea cuaterniones para representar con precisión la dinámica rotacional. La respuesta del modelo simulado se valida contra datos de prueba axial publicados anteriormente, y su respuesta bajo excitaciones de escalón, seno y aleatorias se analiza tanto en el caso de excitación radial como axial. Los resultados revelan información clave sobre la evolución de la frecuencia, la distribución de tensiones, los fenómenos de separación y la amplificación de la respuesta, proporcionando una comprensión más profunda del rendimiento dinámico de los rodamientos de bolas de grado espacial.