Evaluación del desempeño de un amortiguador de masa sintonizado no lineal mediante simulaciones híbridas en tiempo real

Resumen

Introducción: En este artículo se describe la simulación híbrida en tiempo real (RTHS) de un amortiguador no lineal de masa sintonizado (NTMD) y se comparan los resultados con los obtenidos de ensayos experimentales convencionales de una estructura a cortante, de un piso, con el NTMD. 

Objetivo: El objetivo de este artículo es valuar la efectividad de una RTHS para estimar el desempeño de un NTMD.

Metodología: La metodología consistió de las siguientes tres etapas: identificación de la estructura principal, diseño del NTMD y evaluación experimental del sistema estructura-NTMD. Para la tercera etapa, se utilizaron RTHS y ensayos sobre mesa vibratoria.

Resultados: Los resultados de los ensayos en mesa vibratoria demostraron que el NTMD redujo el 77% y 63% de las aceleraciones pico y RMS de la estructura principal, con respecto a la estructura sin control. Los valores de estas reducciones obtenidos con RTHS fueron 73% y 63%, respectivamente. Los índices de precisión del sistema de transferencia correspondieron a una amplitud generalizada de 1.01 y un retraso de 2 ms.

Conclusiones: el NTMD, con una razón de masas del 10%, alcanzó reducciones superiores al 60% de la respuesta estructural. La RTHS y el ensayo de mesa vibratoria demostraron que el sistema estructura-NTMD tuvo solo un pico en la respuesta en frecuencia. El ruido en la retroalimentación de la RTHS aumentó el grado de amortiguamiento de la estructura controlada. Finalmente, los resultados experimentales demostraron que la RTHS es una técnica que predice efectivamente la aceleración RMS del sistema estructura-NTMD y puede sobreestimar ligeramente su aceleración pico.

Palabras clave: Control estructural, amortiguador no lineal de masa sintonizado, simulación híbrida en tiempo real, mesa vibratoria, interacción amortiguador-estructura

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Acerca de los Autores

Carlos Andrés Riascos-González, Universidad del Valle. Cali (Colombia)

Carlos Andrés Riascos González realizó sus estudios de pregrado en la Universidad del Valle, Cali, Colombia, donde recibió el título de Ingeniero Civil. El Ing. Riascos actualmente es candidato a doctor en ingeniería en dicha universidad. En el marco de sus estudios doctorales el Ing. Riacos realizó una pasantía de investigación en Purdue University donde fue capacitado para la implementación de simulaciones híbridas en tiempo real. https://orcid.org/0000-0003-4877-9976

Peter Thomson, Universidad del Valle. Cali (Colombia)

Peter Thomson es profesor de la Escuela de Ingeniería Civil y Geomática de la Universidad del Valle, Cali, Colombia. Él recibió su título de Ingeniero Aeroespacial de University of Minnesota en 1990, sus títulos de maestría en ingeniería aeroespacial y doctorado en ingeniería aeroespacial y mecánica los recibió en 1994 y 1995, respectivamente, en University of Minnesota. El profesor Thomson es cofundador y actual director del grupo de investigación en Ingenierías Sísmica, Eólica, Geotécnica y Estructural (G-7) de la Universidad del Valle. Adicionalmente, el Dr. Thomson ha dirigido un gran número de proyectos relacionados con estudios dinámicos de estructuras civiles y aeroespaciales. https://orcid.org/0000-0002-9404-0710.

Shirley Dyke, Purdue University. West Lafayette, Indiana (United States)

Shirley J. Dyke es profesora de ingeniería mecánica y profesora de ingeniería civil en Purdue University. Recibió su B.S. en Ingeniería Aeronáutica y Astronáutica de la University of Illinois, y su Ph.D. en Ingeniería Civil de la Universidad de Notre Dame en 1996. Es co-líder de tecnologías de la información para la red financiada por NSF para la simulación de ingeniería sísmica (Network for Earthquake Engineering Simulation-NEES). Los esfuerzos de investigación de la Dra. Dyke han abordado una variedad de temas relacionados con el desarrollo e implementación de estructuras "inteligentes", incluidas tecnologías de control innovadoras para la mitigación de peligros naturales, monitoreo de salud estructural y métodos de simulación híbrida en tiempo real. La Dra. Dyke también fundó el Laboratorio de Sistemas de Infraestructura Inteligente en el Laboratorio Bowen de Purdue. https://orcid.org/0000-0003-3697-992X.

Publicado
2019-09-13
Cómo citar
Riascos-González, C., Thomson, P., & Dyke, S. (2019). Evaluación del desempeño de un amortiguador de masa sintonizado no lineal mediante simulaciones híbridas en tiempo real. INGE CUC, 15(2), 11-22. https://doi.org/10.17981/ingecuc.15.2.2019.02