Bibrazio mekanikoen eta isolamenduaren ikasketa teorikoa

Abstract

Dokumentu honetan, bibrazio mekanikoen isolamenduen inguruko ikasketa teorikoa egingo da. Horretarako erabiliko den sistema, kotxe baten ereduketa izango da, eta aztertuko dena, ibilgailuak errepidetik ibiltzean jasandako mugimendu bertikalak izango dira. Modeloan hiru plano nagusi bereiztuko dira: beheko planoak errepidea irudikatuko du eta mahai kitzikatzailea izango du, kanpo indarra sartzeko; erdiko eta goiko planoetan bi masa jarriko dira, erdikoak gurpilen masa irudikatuko du eta goikoak txasisarena. Hiru planoak malguki bidez lotuko dira eta bibrazioen isolamendua egiteko erabiliko den absortsorea (masa eta malguki batez osatuta), goiko planoko masari lotuko zaio. Askatasun gradu (AG) anitzetako bibrazio behartu ez motelduen teoria erabiliz, sistemaren bibrazio moduak eta maiztasun naturalak kalkulatuko dira. Gainera, sistemaren erantzunak kalkulatuko dira, errepidea irudikatzen duen kanpo indarren sarreraren menpe. Absortsorearen diseinua egiteko, bibrazioei buruzko teoria bera erabiliko da. Lan guztia aurrera eramateko, Mekanismoen Teoria eta Bibrazio Mekanikoak (MTBM) irakasgaian ikasitakoaz gain, kalkuluak erraztuko dituzten programak erabiliko dira, Mathematica, Excel edo Octave, esaterako.

En este documento se realiza un estudio teórico del aislamiento de vibraciones mecánicas. El sistema que se va a utilizar es la modelización de un coche, y se va a analizar el movimiento vertical del vehículo al circular por carretera. En el modelo se distinguen tres planos principales: el plano inferior representa la carretera y será una mesa excitadora, para así mover el sistema mediante fuerzas externas; los planos medio y superior tienen una masa cada uno, la central representa la masa de las ruedas y la superior el chasis. Los tres planos se unirán mediante resortes y el absorsor (formado por una masa y un resorte), que se utilizará para reducir las vibraciones, irá unido a la masa superior. Utilizando la teoría de vibraciones para sistemas con varios grados de libertad, vibraciones forzadas y no amortiguadas, se calcularán los modos de vibración y las frecuencias naturales del sistema. Además, se calcularán las respuestas del sistema, dependientes de las fuerzas exteriores, representativas de las irregularidades de la carretera. Para hacer el diseño del absorsor, se utilizarán los mismos conceptos sobre teoría de vibraciones. Para llevar a cabo todo el trabajo, además de lo estudiado en la asignatura de Teoría de Mecanismos y Vibraciones Mecánicas, se utilizarán programas como Mathematica, Excel u Octave, los cuales facilitarán los cálculos a realizar.

In this document, a theoretical study of the isolation of mechanical vibrations is carried out. The system to be used is the modeling of a car, and the vertical movements of the vehicle while driving on the road will be analysed. In the model, three main planes can be distinguished: the lower plane represents the road, and it will be an exciter table, in order to move the system by external forces; the middle and upper planes will have one mass each, the one in the centre represents the mass of the wheels, and the upper one the chassis. The three planes will be joined by springs and the absorber (formed by a mass and a spring), which will be used to isolate vibrations, will be attached to the upper mass. Using the theory of vibrations for systems with more than one degree of freedom, forced and undamped vibrations, the vibration modes and natural frequencies of the system will be calculated. In addition, the responses of the system, which depend on the external forces that will represent the irregularities of the road, will be calculated. To design the absorber, same concepts on theory of vibrations will be used. To carry out all the work, apart from what has been learnt in the Theory of Mechanisms and Mechanic Vibrations subject, programs such as Mathematica, Excel or Octave will be used, as they will be helpful to make the calculations.