Ingeniero Civil / Estudios recientes han demostrado que las propiedades dinámicas de diversas estructuras varían en función de las características de las acciones como de las condiciones ambientales. Evaluar e identificar estas variaciones son fundamentales para establecer el estado de salud de la estructura e identificación de un deterioro o daño. En el presente trabajo se estudia la variación de las propiedades dinámicas de la Torre Central de la Facultad de Ciencia Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile debido a factores sísmicos. Este edificio posee un sistema de monitoreo continuo de sus vibraciones a partir de las cuales es posible estimar su propiedades dinámicas. Para lograr dicho objetivo se realizan dos grandes tareas: primero, el desarrollo de un procedimiento semiautomático para la obtención de registros sísmicos a partir de los datos proporcionados por el sistema de monitoreo de la Torre Central. Segundo, el procesamiento de los sismos, los cuales se realizan mediante MOESP (Multivariable Output-Error State sPase), método de identificación de sistemas basado en el manejo y descomposición de matrices de datos de observación, con el fin de obtener un modelo de espacio estado del sistema. Este procesamiento, y posteriores análisis, también es realizado por ventanas de tiempo en los registros sísmicos, con la finalidad de considerar el efecto no-lineal de la estructura. En el análisis de resultados se presenta un hecho interesante, ya que dentro de los datos recolectados está la respuesta del edificio durante el terremoto del 27 de Febrero del 2010 (27F), evento en el cual sufrió daño. Por esta razón, los análisis realizados están separados en dos grupos: antes y después del 27F. Dentro de estos análisis se presenta el estudio de la evolución temporal de parámetros dinámicos y el comportamiento de éstos en función de la amplitud de respuesta sísmica, representados por las variables raíz media cuadrática (RMS) y aceleración máxima del terreno (PGA). Dentro de los principales resultados, se observa una disminución permanente en el valor de las frecuencias de todos los modos identificados después del 27F, la cual varía entre un 8% y un 16%, mientras que el amortiguamiento no presenta grandes cambios. Siguiendo la misma línea, tomando los valores obtenidos durante el 27F, se observa una disminución en la frecuencia entre un 9% y un 33%, y entre un 5% y un 21%, para los valores antes y después del 27F, respectivamente. Para el caso de amortiguamientos, por el contrario, se observa un aumento entre un 17% y un 85%. Otro resultado interesante es la correlación observada entre los parámetros dinámicos y la amplitud de la respuesta sísmica, tanto para RMS como para PGA. En ambos casos, las frecuencias presentan una disminución en función del aumento del parámetro de observación y lo contrario ocurre para los amortiguamientos. En casos de no daño variaciones del 2% para frecuencia y entre 15% y 40% para amortiguamiento son típicas.

Ingeniero Civil Electricista / Actualmente el observatorio ALMA se encuentra aún en su etapa de construcción. Por este motivo, el sistema eléctrico con el que cuentan sus instalaciones se considera provisorio y se está migrando paulatinamente a un sistema eléctrico permanente. En este proceso resulta de vital importancia realizar un acucioso análisis de estabilidad con el fin de detectar problemas que pudieran verificarse en la implementación del diseño definitivo. Dicho análisis corresponde al foco de la presente Memoria de Título. Todo análisis de estabilidad requiere de un modelo. En el caso de este sistema , el modelo se construye usando el software DigSILENT® en base a diagramas unilineales, planos CAD, datos de placa de equipos, estudios de protecciones y estudios de consumo de las antenas instaladas actualmente. Este modelo proporciona los medios para implementar el análisis modal del sistema, el cual consiste en determinar los modos de oscilación, amortiguamiento y la actividad relativa de las variables de estado cuando un modo en particular del sistema es excitado. Específicamente, para este fin se determinan las matrices que se asocian a una representación en variables de estado del sistema linealizado; todo lo anterior mediante el software DigSILENT®. Los resultados indican que el sistema eléctrico es estable frente a pequeñas perturbaciones y que, en los escenarios de carga estudiados, los cambios en los polos del sistema no son significativos. Tampoco se observan inestabilidades de voltaje o frecuencia o problemas con los niveles en las frecuencias de los modos oscilatorios. En conclusión, el sistema eléctrico es estable frente a pequeñas perturbaciones. Sin embargo, el tiempo de amortiguamiento es muy alto para los modos oscilatorios, situación que puede ser mejorada con la implementación de un control suplementario como el POD, el cual modifica la parte del modo oscilatorio correspondiente al coeficiente de amortiguamiento.

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El proceso de caracterización dieléctrica es un área de estudio fundamental para el desarrollo de sistemas y dispositivos de telecomunicaciones, ya que el conocimiento de cómo se comporta un material frente a una radiación electromagnética es de gran utilidad para diseñar y optimizar dispositivos de microondas. Para obtener las propiedades dieléctricas de materiales se requiere de una técnica de medida y un método de análisis que sustente a dicha técnica. Existen multitud de técnicas de medida, entre las que destacan los métodos resonantes por la alta precisión que proporcionan en la medida de materiales con bajas pérdidas. De igual manera, existen muchísimos de métodos de análisis, entre los que destacan los métodos modales por la exactitud de la solución que proporcionan en geometrías canónicas al analizar teóricamente y de manera analítica el problema electromagnético. Este trabajo se enmarca en esta área de conocimiento, concretamente pretende contribuir a la mejora de los procedimientos y métodos de análisis modales, proporcionando una generalización circuital de onda completa. Para ello, se han implementado una serie de librerías de elementos básicos mediante los cuales se pueden modelar diversas estructuras cilíndricas con geometría de revolución, que son de las más empleadas en dielectrometría. En primer lugar, se ha generalizado con una caracterización de onda completa el método de análisis circuital, que hasta ahora solo tenía en cuenta modos simétricos. No obstante, este método ampliado tiene ciertas limitaciones en cuanto a la implementación de elementos básicos modelados con una formulación de onda completa, lo que resta versatilidad y flexibilidad al mismo. Para solventar las limitaciones del análisis circuital de onda completa se ha implementado un método híbrido que combina el método de análisis modal puro y el circuital generalizado. Con la misma idea que en el análisis circuital, se ha implementado una librería de elementos básicos que, combinándolos, permite crear estructuras más complejas. El estudio teórico ha sido validado mediante numerosas simulaciones y comparaciones con otros métodos y técnicas de análisis. Se ha hecho especial hincapié en el correcto modelado de cavidades resonantes orientadas a dielectrometría, pues es el objetivo principal de la tesis. Además, se han llevado a cabo aplicaciones experimentales reales orientadas a la medida de materiales dieléctricos mediante distintas cavidades resonantes, de manera que se muestra la utilidad, versatilidad, flexibilidad y precisión que tiene el estudio que se ha realizado en este trabajo de una manera práctica y funcional. Finalmente, se proponen líneas futuras de investigación para continuar el trabajo realizado hasta el momento. / Dielectric characterization of materials is a very important area of study for the development of telecommunication systems and devices, since the knowledge of the materials' behavior in front of an electromagnetic radiation is very useful to design and optimize microwave devices. Measurement techniques and analysis methods are required to obtain the dielectric properties of materials. There are many measurement techniques, among which resonant methods stand out due to the high precision that they provide in the measurement of low loss materials. In the same way, there are many methods of analysis, among which modal methods stand out for the accuracy of the solution they provide in canonical geometries when the electromagnetic problem is analyzed theoretically and in an analytical way. This work is framed in this area of knowledge, specifically it aims to contribute to the improvement of procedures and methods of modal analysis, providing a complete full-wave circuit generalization. For this purpose, some libraries of basic elements have been implemented, and combining them properly, any axisymmetric structure can be modeled. First, the circuit analysis method has been generalized with a full-wave characterization, which up to now only took into account symmetric modes. However, this extended method has some limitations in terms of the implementation of basic elements modeled with a full wave formulation, which reduces its versatility and flexibility. To solve the limitations of the full-wave circuit analysis, a hybrid method that combines the pure modal analysis method and the generalized circuital technique has been implemented. With the same idea as in the circuit analysis, a library of basic elements has been implemented, and combining them properly, more complex structures can be simulated. The theoretical study has been validated through many simulations and comparisons with other methods and analysis techniques. Special emphasis has been placed on the correct modeling of resonant cavities oriented to dielectrometry, since it is the main goal of the thesis. In addition, real experimental applications focused on the measurement of dielectric materials have been carried out with some different resonant cavities. Then, the usefulness, versatility, flexibility and precision of the study carried out in this thesis is shown in a practical and functional way. Finally, future research lines are proposed to continue the work carried out so far. / El procés de caracterització dielèctrica es un àrea d'estudi fonamental per al desenvolupament de sistemes i dispositius de telecomunicacions, ja que el coneixement de com es com es comporta un material sota una radiació electromagnètica es de gran utilitat per dissenyar i optimitzar dispositius de microones. Per obtenir les propietats dielèctriques de materials es requereix d'una tècnica de mesura i un mètode d'anàlisi que sustenti a la pròpia tècnica. Existeixen multitud de tècniques de mesura, entre les que destaquen els mètodes ressonants per l'alta precisió que proporcionen en la mesura de materials amb baixes pèrdues. De la mateixa manera, existeixen moltíssims mètodes d'anàlisi, entre els que destaquen els mètodes modals per l'exactitud de la solució que proporcionen en geometries canòniques al analitzar teòricament i de manera analítica el problema electromagnètic. Aquest treball s'emmarca en esta àrea de coneixement, concretament pretén contribuir a la millora dels procediments i mètodes de anàlisi modals, proporcionant una generalització circuital d'ona completa. Per això, s'han implementat una sèrie de llibreries d'elements bàsics mitjançant els quals es poden modelar diverses estructures cilíndriques amb geometria de revolució, que són de les més emprades en dielectrometria. En primer lloc, s'ha generalitzat amb una caracterització d'ona completa el mètode d'anàlisi circuital generalitzat, que fins ara només tenia en compte modes simètrics. No obstant això, aquest mètode ampliat té certes limitacions en quant a la implementació d'elements bàsics modelats amb una formulació d'ona completa, es que resta versatilitat i flexibilitat a aquest. Per resoldre les limitacions de l'anàlisi circuital d'ona completa s'ha implementat un mètode híbrid que combina el mètode d'anàlisi modal pur i el circuital generalitzat. Amb la mateixa idea que en l'anàlisi circuital, s'ha implementat una llibreria d'elements bàsics que combinant-los permet crear estructures més complexes. L'estudi teòric ha sigut validat mitjançant nombroses simulacions i comparacions amb altres mètodes i tècniques d'anàlisi. S'ha posat especial èmfasi en el correcte modelat de cavitats ressonants orientades a dielectrometria, ja que és l'objectiu principal de la tesi. A més a més, s'han dut a terme aplicacions experimentals reals orientades a la mesura de materials dielèctrics mitjançant diverses cavitats ressonants, de manera que es mostri la utilitat, versatilitat, flexibilitat i precisió que té l'estudi que s'ha realitzat en aquest treball d'una manera pràctica i funcional. Finalment, es proposen unes línies futures d'investigació per continuar el treball realitzat fins ara. / Marqués Villarroya, D. (2018). Análisis Circuital de Onda Completa de Elementos Cilíndricos para Dielectrometría [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/110970 / TESIS

La presente tesis consiste en el diseño e implementación de un subwoofer activo de alta fidelidad para cine en casa, el cual está conformado por un filtro activo pasabajos, un amplificador de poder, una fuente de poder, un altavoz y un gabinete acústico. Como requerimientos de diseño se estableció seleccionar un altavoz de un diámetro entre 10 y 12 pulgadas, una frecuencia de resonancia entre 30 y 40 Hz y un Qts no mayor a 0.45 y de preferencia entre 0.25 y 0.35. Además, la configuración del gabinete acústico debía ser seleccionad mediante comparación y por simulación en software. Una vez implementado el gabinete debía ser optimizado mediante análisis modal experimental. Por otro lado, el filtro pasabajos debía poseer frecuencia de corte variable en 70, 80, 100 y 120 Hz y ser de tipo Butterworth, Bessel o Linkwitz Riley. Finalmente, el amplificador de poder debía entregar al menos 50 W de potencia, tener una respuesta en frecuencia entre 20 Hz y 20 kHz y SNR no menor a 100 dB. El altavoz escogido fue el KFC XW 120 de 12 pulgadas de la serie Excelon de Kenwood, el cual posee una frecuencia de resonancia en 20.1 Hz y un Qts de 0.435. Una vez realizada las simulaciones en software se eligió la configuración reflectora de bajos para el gabinete acústico además de determinar que el volumen óptimo de la caja era de 56.6 L. Como material de construcción se hizo uso de MDF de 18 mm de espesor. Para el ducto se utilizó un tubo de PVC de 7.9 mm de diámetro y 55.9 cm de largo. Luego de haber realizado el análisis modal de la estructura, se utilizaron vigas de pino como elementos rigidizantes para optimizar el gabinete. En total se implementaron 6 PCB: 1 para el filtro pasabajos, 3 para el amplificador de poder, 1 para el regulador de ±15 V y 1 para la fuente de poder. Respecto al filtro pasabajos, se implementó en base a la red de cruce Linkwitz Riley de 4to orden (LR4) y con las frecuencias de corte establecidas en los requerimientos. Para proteger a la señal de audio de ruido electromagnético, el PCB del filtro pasabajos fue instalado dentro de una caja de aluminio. Por otro lado, para el amplificador de poder el diseño se basó en el integrado LM3886. Se implementó un amplificador tipo AB de 68 W de potencia de salida máxima. Además, se agregó una etapa de filtro subsónico con frecuencia de corte en 18 Hz y pendiente de 26 dB/oct. Para alimentar al circuito se implementó una fuente lineal que entregara ±34.56 V. además de un regulador que entregara ±15 V. Se realizaron mediciones de respuesta en frecuencia a los PCB implementados. Los resultados arrojaron para el caso del filtro pasabajos un error máximo de 2.08 % en las frecuencias de corte establecidas. Para el caso del amplificador las mediciones mostraron que se consiguió magnitud y fase constante en el ancho de banda de trabajo del subwoofer. Además, a partir de la medición de SNR obtuvimos una diferencia de 90 dB entre el nivel de la señal y el noise floor. Así mismo, también se obtuvo 100 dB en la medición de THD. La medición de la respuesta acústica del sistema total estableció un ancho de banda de entre 30 Hz y 100 Hz. Todos los resultados de las mediciones arrojaron valores aceptables para una unidad de subwoofer de alta fidelidad.

La bomba turbina vertical es un modelo de bomba centrífuga muy usado en la minería y en la agroindustrial nacional. En el presente trabajo de tesis se realizó un análisis modal de una bomba turbina vertical modelo B12H-H-3 de la firma Hidrostal. El objetivo principal es conocer las frecuencias naturales de este modelo de bomba con el fin de que esto ayude en el proceso de diseño de nuevos modelos de bombas turbina vertical y prevenir así posibles problemas de resonancia. Primero, se realizó una introducción sobre las bombas centrífugas haciendo énfasis en la bomba turbina vertical. Es importante conocer lo especial de este modelo de bomba ya que parte de este equipo se instala sumergido dentro del fluido a bombear; además, su particular diseño permite instalarlo no solo a diferentes profundidades, sino también, se puede armar con diferentes etapas, esto quiere decir, que se pueden emplear varios impulsores en su configuración, según la aplicación lo requiera. Luego, se obtuvieron las frecuencias naturales mediante cálculos analíticos, simulación computacional y ensayos experimentales. Los cálculos analíticos aportaron el conocimiento teórico que existe detrás de la vibración de sistemas continuos, el cual ayuda a predecir la forma de los modos de vibración de la bomba en estudio, que fue validado con la simulación computacional y los ensayos experimentales. La simulación computacional se realizó empleando el software ANSYS, el cual es muy usado en la ingeniería moderna. Para la prueba experimental, se realizaron tres métodos que son: Bump test, Run up – Coast down y el análisis modal operacional (OMA), los cuales fueron realizados en el laboratorio de hidráulica de la empresa Hidrostal S.A. Los resultados mostraron que la cantidad de agua que se encuentra alrededor de la bomba sumergida influye significativamente en la variación de las frecuencias naturales de la bomba turbina vertical, para las condiciones de ensayo establecidas en el presente trabajo de tesis. Las frecuencias naturales de la simulación computacional en vacío (sin agua) difieren en gran medida sobre los resultados obtenidos en los ensayos experimentales, los cuales se realizaron con la bomba sumergida en agua. / Tesis

En el presente trabajo se diseña un módulo de una zaranda vibratoria, utilizando el principio de similitud y el teorema Pi (π) de Buckingham, los cuales proporcionan las leyes de escalamiento de los parámetros dinámicos más importantes como: masa, rigidez, fuerza y frecuencia de excitación. Se tomó como referencia una zaranda de la marca HAVER, de la cual se conocen todos los parámetros dinámicos de manera experimental. Finalizado el diseño se realizó el análisis modal, utilizando para ello modelos conceptuales discretos (Sistemas de uno, tres y seis grados de libertad), que replican las frecuencias naturales de la zaranda como “cuerpo rígido”. Adicionalmente se efectuó un análisis modal computacional utilizando el método de los elementos finitos, para evaluar las frecuencias naturales del cuerpo de la zaranda en “modo rígido” y en “modo flexible”. Se comprobó que las frecuencias naturales y modos de vibración del módulo escalado proporcionan valores re-escalados cercanos a los valores experimentales. Las desviaciones en los resultados se explican ya que por cuestiones de diseño se necesitó realizar cambios en la posición del centro de gravedad, lo cual afectó fundamentalmente a las frecuencias de la zaranda como un “cuerpo rígido”. Finalmente, hay una diferencia del 20% en la frecuencia torsional del cuerpo de la zaranda, debido a que no se escaló la rigidez torsional del sistema. / Tesis

modelos numéricos son herramientas útiles para comprender el comportamiento de las estructuras. Sin embargo, contar con un modelo que se ajuste a la realidad es difícil debido a las variables que están en juego y a las simplificaciones que se asumen al construirlo. Para que un modelo sea confiable debe ser calibrado. Esta calibración se realiza comparando ciertos parámetros (por ejemplo las propiedades dinámicas) del comportamiento de la estructura real con los resultados del análisis numérico. Para identificar qué parámetros son los que tienen mayor influencia en el comportamiento de las estructuras es necesario llevar a cabo un análisis de sensibilidad. En este trabajo se presentan dos artículos publicados en congresos internacionales que muestran la calibración del modelo numérico de una estructura histórica ubicada en el sitio arqueológico de Chokepukio (Cusco-Perú). Esta estructura, que data de la época pre-inca (900-1300 dC), es un muro de albañilería de piedra asentada con mortero de barro. Los parámetros modales experimentales de la estructura se obtuvieron llevando a cabo una campaña experimental aplicando la técnica OMA (Operational Modal Analysis). El proceso de calibración se llevó a cabo utilizando un algoritmo de optimización de los parámetros que tenían mayor influencia en la respuesta dinámica de la estructura los cuales fueron identificados a través de un análisis de sensibilidad. El primer artículo titulado “OMA Tests and FEM Updating in Peruvian Archaeological Heritage: Chokepukio” fue presentado en el congreso del EVACES (Experimental Vibration Analysis for Civil Engineering Structures) realizado en la ciudad de Ouro Preto (Brasil, octubre 2013). En este artículo se desarrollaron tres modelos de elementos finitos usando el software SAP2000 y se calibró uno de ellos en base a los parámetros modales obtenidos en la campaña experimental. Los resultados de este trabajo sirvieron como herramienta preliminar para una posterior calibración automática. El segundo artículo titulado “Modal Identification Tests on Archaeological Heritage: The Case of Chokepukio” fue presentado en el congreso del IMAC-XXXII (A Conference and Exposition on Structural Dynamics) realizado en la ciudad de Orlando–Florida (USA, febrero 2014). En este artículo se presentan tres modelos de elementos finitos desarrollados en el software Diana TNO y uno de ellos se calibró en base a los parámetros modales obtenidos en la campaña experimental. Por último, se incluye un anexo que presenta una herramienta, desarrollada en el entorno de MatLab, para llevar a cabo un proceso automático de optimización en base a parámetros modales. Esta optimización se realiza minimizando el error de una función (función objetivo) que depende de las frecuencias y las formas modales de vibración, analíticas y experimentales. La herramienta de optimización automática consta de cinco módulos que incluyen: a) el ingreso de los datos de entrada, b) la resolución de ecuaciones para establecer la función objetivo, c) la aplicación de matrices de ponderación, d) la construcción de la función objetivo y d) el proceso de optimización. En este anexo se incluyen cuatro ejemplos de aplicación de la herramienta propuesta que se presentan según su nivel de complejidad, desde una viga con un solo parámetro de calibración hasta una estructura real con cuatro parámetros de calibración. / Tesis

El conocimiento del comportamiento de los sistemas con elementos flexibles es cada vez mas importante en la técnica moderna. La notable mejora de las prestaciones dinámicas que comporta la reducción de la masa de los elementos en movimiento, se encuentra compensada por la pérdida de precisión que aparece como consecuencia de la flexibilidad. Para comprender mejor los sistemas con elementos flexibles, en esta tesis se ha investigado el comportamiento particular de una viga flexible giratoria accionada mediante un servoactuador oleohidráulico, con la intención de obtener una metodología aplicable a casos similares.A continuación, se indica la estructura con la que se ha planteado esta tesis:a) estudio teórico,b) simulación,c) validación experimental, yd) estrategias de control.Estudio teóricol estudio teórico se ha iniciado considerando, en una primera aproximación, que la viga elástica es un sólido rígido. Este estudio sirve de introducción a la segunda parte en la que se considera la flexibilidad de la viga.El estudio teórico se ha iniciado de la manera mas general posible, añadiéndose hipótesis simplificadoras progresivamente, solo cuando son necesarias. En primer lugar se han planteado las ecuaciones diferenciales del movimiento considerando las hipótesis de Timoshenko, así como los efectos debidos a las fuerzas centrífugas y de Coriolis. Se ha utilizado el método de Lagrange, lo que ha permitido automatizar el planteamiento de las ecuaciones.Las ecuaciones diferenciales del movimiento son integro diferenciales en derivadas parciales.Debido a su notable complejidad se ha sustituido la hipótesis de viga de Timoshenko por la de viga de Euler-Bernoulli. Así mismo se ha considerado que la masa de la viga es mucho mas grande que la masa situada en el extremo de la viga.En la ecuación diferencial obtenida se ha justificado la existencia de un término que puede ser despreciado. Esto ha permitido integrar las ecuaciones, y obtener las frecuencias propias y las formas modales. Se han realizado diversas aplicaciones numéricas del método anterior.SimulaciónLa elección del método empleado para modelar un sistema real es una decisión compleja. Debido a que el sistema estudiado abarca varias disciplinas tecnológicas, se impone la necesidad de utilizar una escala jerárquica de submodelos encapsulables. Estos submodelos se definen explícitamente a partir de leyes físicas. De todas las alternativas contempladas se ha decido utilizar Bond Graph porque cumple con los requisitos citados y, además, es conceptualmente didáctico.La modelización de la viga flexible mediante Bond Graph seguirá un planteamiento nodal, pues no es posible garantizar a priori que las frecuencias propias de la viga flexible sean independientes del resto del sistema. El modelo nodal desarrollado es esencialmente una discretización en elementos finitos de la viga de Euler-Bernoulli.El planteamiento nodal considera la viga como un conjunto de rebanadas conectadas entre sí. La masa de las rebanadas se considera concentrada en su centro de masas. Las rebanadas están articuladas entre sí y existe un muelle entre ellas que se opone al giro.La explotación sistemática de este modelo, con pequeñas variaciones, permite observar los efectos debidos a la presión de alimentación, al área del actuador lineal, al caudal nominal de la servoválvula, al rozamiento mecánico y a las fugas en el actuador, así como a la posición del actuador con respecto a la viga.Estudio experimentalSe ha diseñado, construido y puesto a punto un banco de ensayos que ha permitido validar experimentalmente los modelos teóricos y los modelos de simulación desarrollados en esta tesis.Se ha obtenido experimentalmente una estimación de la función de transferencia del sistema viga flexible/actuador lo que ha permitido validar las frecuencias propias obtenidas mediante cálculos teóricos y mediante simulación.Estrategias de controlSe han ensayado diversas estrategias de control, tanto experimentalmente como por simulación. Finalmente se propone el siguiente enfoque: se ha creado un bucle de realimentación en el que se mide la aceleración en el extremo de la viga para intentar anularla. Como este enfoque frenaría la rampa de aceleración del sistema, solo se activará en las cercanías del punto de llegada del actuador. Esta estrategia es la que ha dado mejores resultados, consiguiendo experimentalmente la desaparición de las vibraciones en 0.5 s. / Understanding the behaviour of systems with flexible elements is increasingly important in modern day technology. Reducing the mass of machine elements leads to a remarkable improvement in dynamic performance. However, a loss of precision also occurs with such an increase in flexibility. In order to arrive at a better understanding of systems with flexible elements, this thesis investigated the particular behaviour of a hydraulic servodriven rotating flexible beam with the aim of obtaining a methodology that could be applied to similar cases.The thesis was structured in the following way:a. theoretical studyb. simulationc. experimental validation, andd. control strategiesTheoretical StudyThe first phase of the theoretical study began by considering the elastic beam as a rigid solid. This study served as a base for the second phase in which the flexibility of the beam was taken into account.The theoretical study began in a general way and continued by adding simplifying hypotheses when necessary. Firstly, the differential equations of motion were written considering the hypothesis of Timoshenko, as well as the effects due to centrifugal and Coriolis forces. The Lagrange method was used to computerise the writing of the equations. The differential equations of motion contained integral terms. Due to the remarkable complexity of the Timoshenko beam hypothesis, it was replaced by the Euler-Bernoulli beam. The mass of the beam was also considered to be of greater magnitude than the mass located at the end of the beam. Within the differential equation obtained via this hypothesis, it was shown that one of the terms was negligible. This allowed integration of the equation to find the modal frequencies and modal forms. Diverse numerical applications of the previous method were carried out.SimulationChoosing a method to model a real system is a complex decision. The studied system includes several technological disciplines therefore it is necessary to use a hierarchic scale of sub-models. These sub-models are defined explicitly from physical laws. Bond Graph was chosen as it fulfilled the mentioned requirements and, in addition, is conceptually didactic. The flexible beam Bond Graph model was nodal, because it wasn't possible to guarantee before hand that its own frequencies would be independent from the rest of the system. The developed nodal model was essentially a finite set of elements of the Euler-Bernoulli beam and considered the beam to be like a set of connected elements. The mass of the elements was assumed to be concentrated at its centre of mass. Every element was pinned to its neighbours and there was a rotational spring between them.The systematic operation of this model, with small parameter variations, made it possible to observe the effects due to:- the hydraulic pressure,- the linear actuator section,- the servovalve dimension- to the mechanical friction and losses in the actuator,- the link position between the actuator and the beam.Experimental StudyA test bank, to experimentally verify the theoretical and simulation model used in the thesis was designed and erected.An estimation of the transference function of the flexible beam/actuator system allowed the frequencies obtained via theoretical calculations and simulation to be verified.Control StrategiesSeveral control strategies were considered, both experimental and by simulation. Finally, the following approach was used: a feedback loop created using the acceleration in the end of the beam. The acceleration signal was processed and added to the set point signal which was sent to the servo actuator with the intention of reducing the beam end acceleration. As this approach restrained the system start acceleration, it was only activated in the vicinity of the actuator set point. This strategy gave the best results, achieving experimentally that the vibrations disappeared in 0.5s.

En el presente trabajo se ha realizado una contribución al estudio de la cuantificación de la radiación de las paredes de la estructura en sistemas de caja cerrada, estableciendo una relación de la respuesta vibroacústica de este tipo de sistemas radiantes con las características del material de construcción, tales como el modulo de Young, el amortiguamiento, o la densidad. Para abordar el problema se plantea el acople mecano-acústico entre los diferentes elementos del sistema radiante. Idealmente, en los sistemas radiantes compuestos de altavoces montados sobre un recinto acústico o caja, las paredes de la caja deberían de ser infinitamente rígidas y con movimiento nulo. Sin embargo, en la realidad la experiencia demuestra que las paredes se comportan como placas vibrantes bajo la acción de las presiones interiores y contribuyen a la radiación final de sonido del sistema, sobre todo en el rango de las bajas frecuencias. Para conseguir el objetivo propuesto, en primer lugar se han realizado una serie de medidas experimentales sobre unos modelos de caja cerrada con y sin altavoz. En la fase experimental se ha estudiado el comportamiento vibracional de las paredes de la estructura mediante análisis modal y medidas de vibración, y la respuesta sonora del sistema altavoz, aire interior y estructura, acoplado mediante medidas de presión e intensidad acústicas. A continuación, y en base a los resultados experimentales, se han implementado unos modelos numéricos de un sistema altavoz, aire interior y estructura. Se concluye que la estructura colorea la respuesta sonora del sistema en todo el rango de frecuencia estudiado, debido a resonancias o vibraciones forzadas de la misma. / Segura Alcaraz, JG. (2009). Cuantificación de la radiación de la estructura en sistemas de caja cerrada [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4343 / Palancia