Evaluación de las propiedades dinámicas de un pórtico plano (MDOF) en una mesa vibratoria

Abstract

Hoy en día, el estudio de la dinámica estructural es fundamentalmente teórico con acceso a ciertas simulaciones vía software, sin embargo, este proyecto intenta que el estudiante pueda entender y observar de manera física las respuestas dinámicas de modelos experimentales. Estos modelos corresponden a pórticos planos de múltiples grados de libertad, que están sometidos a aceleración en la base, la cual es generada por una mesa vibratoria. Los resultados obtenidos se compararán con teóricos. Estos fueron obtenidos basándose en la descomposición modal y en el método de Newmark para el cálculo de la respuesta dinámica, considerando variación lineal en la aceleración de cada piso. La aplicación generada, ATH Dynamic Responses, proporcionó las respuestas teóricas, mediante una interfaz gráfica amigable para el usuario. Los modelos experimentales están constituidos por dos materiales: acero inoxidable (parantes) y láminas de acrílico (pisos), y fueron ensayados sobre una mesa vibratoria. La adquisición de datos se realizó mediante acelerómetros que se colocaron en cada piso y sobre la mesa vibratoria, fueron corregidos, tanto por línea base como con el filtro pasa bajo. Los resultados obtenidos muestran que la instrumentación con una mesa vibratoria y adquisición de datos con acelerómetros proporcionan valores muy similares a los teóricos en cuanto a respuestas dinámicas y propiedades modales.// At present, the study of structural dynamics is mainly theoretical with access to certain simulations through software, however, this project attempts that the student may understand and physically observe the dynamic responses of experimental models. These models correspond to 2D - frames with multiple degrees of freedom that are subjected to acceleration in the base; this acceleration is generated by a Shake Table II, and the results obtained will be compared with theoretical results. These theoretical results were obtained based on modal decomposition and Newmark’s method for calculating the dynamic response, considering the linear variation in the acceleration of each floor. The application developed, ATH Dynamic Responses, provided the theoretical responses through a graphical interface friendly for the user. The experimental models are constituted by two materials: stainless steel for frame legs and acrylic sheets for floors; these were tested on a Shake Table II”. The data was acquired using accelerometers that were placed in each floor and in the shake table, and they were corrected both by baseline and with the low pass filter. The results obtained show that the instrumentation with the Shake Table II and the data acquisition with accelerometers provide results similar to the theoretical ones regarding dynamic responses and modal properties.