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Título:
Investigación del método fracción racional polinómica para la extracción de parámetros modales a través de la técnica de impacto
Autor:
Gutiérrez Acuña, Cristian Andrés
Profesor Patrocinante:
Arenas B., Jorge
Grado a Optar:
Ingeniero Acústico - Licenciado en Acústica
Materia:
método fracción racional polinomica; prueba de impacto
Universidad:
Universidad Austral de Chile
Facultad:
Facultad de Ciencias de la Ingeniería
Escuela:
Escuela de Ingeniería Acústica
Año de Aceptación:
2002
Resumen:
El comprender el comportamiento dinámico de una estructura, es parte esencial de un diseño de ingeniería. Debido al fenómeno de resonancia (asociado a una frecuencia natural y una forma modal), una estructura puede presentar problemas vibratorios y daños estructurales. Por lo tanto, es necesario el identificar estas frecuencias naturales y conocer como estas pueden afectar la respuesta de una estructura debido a una fuerza excitadora. El procedimiento que ayuda a describir las propiedades dinámicas de una estructura es conocido como Análisis Modal. El presente trabajo, introduce a la Teoría Modal para un sistema forzado con amortiguamiento viscoso, las técnicas de adquisición de datos para Análisis Modal Experimental y el método Fracción Racional Polinómica (RFP) implementado en un programa computacional para Matlab, que identifica los parámetros modales de una estructura (frecuencias naturales, amortiguamientos y formas modales). Para explorar las capacidades de identificación del método RFP, se realizaron Funciones Respuestas de Frecuencias (FRFs) simuladas con modos cercanos y modos acoplados. Ambas FRF fueron generadas sin ruido para demostrar la exactitud del método y con ruido a modo de representar un modelo cercano a una medición experimental. Para ambos casos se obtuvieron resultados bastantes buenos si era sobre estimado el número de modos presentes en el rango de frecuencias escogido alrededor de los modos de interés. El método se aplicó además a mediciones experimentales realizadas con la técnica de impacto. Los resultados obtenidos presentaron errores debidos principalmente a errores en los procedimientos de adquisición.
Abstract:
Understanding the dynamic behavior of structures is very important for the engineering design. Due to resonance phenomenon (natural frequency and mode shape) a structure can present structural damages. Therefore it is necessary to identify these frequencies and know how they might affect the response when a force excites the structure. The procedure that describe the dynamic properties of a structure is known as Modal Analysis. The present work introduces the modal theory to a forced system with viscous damping, the data acquisition technique to experimental modal analysis and the Rational Fraction Polinomical (RFP) method which was implemented in a computational program for Matlab, to identify the modal parameters of a structure (natural frequencies, damping and mode shape). This method can also be used for identifying poles, zeros and resonances of electro-mechanical-acoustic systems. To explore the identification capabilities of the RFP method, Frequencies Response Function (FRF) were simulated with close spaced modes and acoplated modes. Both FRF were generated without noise to demonstrate the accuracy of the method and then with noise to represent a model closer to an experimental measurement. For both cases very good results were obtained if the number of modes present in the range of frequencies chosen around the modes of interest is overestimated. The method was also applied to experimental measurements made with the impact method. The results obtained presented errors because of bias in the acquisition procedure.
Palabras Clave:
método fracción racional polinomica; prueba de impacto
Editor:
Universidad Austral de Chile - Sistema de Bibliotecas - Programa Cybertesis
Formato:
text/pdf
Idioma:
es
Copyright:
Gutiérrez Acuña, Cristian Andrés
Dirección Electrónica:
http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2002/bmfcig984i/doc/bmfcig984i.pdf