Dinámica Aplicada

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

CARRERA DE: LICENCIATURA EN INGENIERÍA MECÁNICA

DESCRIPCIÓN DE ASIGNATURA

ASIGNATURA:                Dinámica Aplicada

CÓDIGO:                        3940

CLASES:                        3

LABORATORIOS:                2

CRÉDITOS:                        4

PRE-REQUISITOS:        Dinámica (2680)

Mat. Sup. para Ingenieros (8321)

PROFESOR:                Dimas E. Portillo L. Ph.D.

DESCRIPCIÓN

Este curso está enfocado al análisis de la respuesta de los sistemas mecánicos a diferentes tipos de excitaciones externas. Las vibraciones mecánicas son el resultado del comportamiento elástico de los cuerpos y las mismas pueden ser deseadas ó indeseadas. Su comprensión es importante porque permite conocer el comportamiento dinámico de un sistema, optimizando su diseño, evaluando su condición operativa y previniendo daños catastróficos en el mismo.

En este curso se aplican principios de mecánica de sólidos, dinámica, matemática, métodos numéricos y otras disciplinas para el análisis del comportamiento dinámico de los sistemas mecánicos.

OBJETIVOS GENERALES:

1. Modelar el comportamiento dinámico de sistemas mecánicos.
2. Determinar el comportamiento de los sistemas bajo diferentes condiciones de excitación externa.
3. Medir y analizar el comportamiento dinámico de los sistemas.
4. Resolver analítica y computacionalmente las ecuaciones gobernantes.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Al terminar este curso el estudiante debe estar capacitado para:

1. Reconocer la importancia del estudio de la vibración de un sistema dinámico.
2. Comprender la terminología utilizada en el análisis de vibraciones.
3. Analizar la vibración libre de sistemas de uno y múltiples grados de libertad con o sin amortiguamiento.
4. Analizar la vibración forzada armónicamente de sistemas de uno y múltiples grados de libertad con o sin amortiguamiento.
5. Analizar la vibración forzada periódicamente de sistemas de uno y múltiples grados de libertad con o sin amortiguamiento.
6. Analizar la vibración bajo condiciones forzadas generales de sistemas de uno y múltiples grados de libertad con o sin amortiguamiento.
7. Analizar la vibración en sistemas continuos.
8. Interpretar y diagnosticar problemas de vibración.
9. Aplicar los conceptos de vibraciones mecánicas en el diseño de equipos.

CONTENIDO

1. Fundamentos de la Vibración (9 horas)

1. Definición y Aplicaciones
2. Importancia del Estudio de la Vibración
3. ConceptosBásicos de Vibración

1. Vibración
2. Componentes de un Sistema Vibratorio
3. Grados de Libertad
4. Sistemas Discretos y Sistemas Continuos

1. Clasificación de la Vibración

1. Vibración Libre y Vibración Forzada
2. Vibración Amortiguada y No Amortiguada
3. Vibración Lineal y No Lineal
4. Vibración Determinística y Aleatoria

1. Procedimiento de Análisis de la Vibración
2. Elementos Elásticos. Resortes
3. Elementos de Inercia. Masas
4. Elementos de Amortiguación
5. Movimiento Armónico
6. Análisis Armónico. Series de Fourier
7. Programa de Computadora. Análisis Armónico de una Función
8. Estudio de Casos utilizando MATLAB

Fechas: 4, 5, 11, 12, 18 y 19

1. Vibración Libre de un Sistema de un Grado de Libertad(9 horas)

2.1  Introducción

2.2  Vibración Libre de un Sistema en Traslación No Amortiguado

        2.2.1  Ecuación de Movimiento

        2.2.2 Solución de la Ecuación de Movimiento

        2.2.3  Movimiento Armónico

2.3 Vibración Libre de un Sistema Torsional No Amortiguado

        2.3.1  Ecuación de movimiento

        2.3.2  Solución de la Ecuación de Movimiento

2.4 Condiciones de Estabilidad

1.   Método de Energía

2.6  Vibración Libre con Amortiguamiento Viscoso

        2.6.1 Ecuación de Movimiento

                      2.6.2 Solución de la Ecuación de Movimiento

                2.6.3 Decremento Logarítmico

                2.6.4 Energía Disipada por el Amortiguamiento Viscoso

                2.6.5 Sistemas Torsionales con Amortiguamiento Viscoso

2.7  Vibración Libre con Amortiguamiento de Coulomb

        2.7.1 Ecuación de Movimiento

                      2.7.2 Solución de la Ecuación de Movimiento

                2.6.4 Sistemas Torsionales con Amortiguamiento de Coulomb

1.  Programa de Computadora. Vibración Libre de un Sistema con Amortiguamiento Viscoso
2.   Estudio de Casos utilizando MATLAB

Fechas: 25 y 26/08/14, 01, 02, 08 y 09/09/14. Examen Parcial No.1: 15/09/2014.

3.   Vibración con Excitación Armónica (9 horas)

3.1  Introducción

3.2  Ecuación de Movimiento

3.3 Respuesta de un Sistema No Amortiguado con Excitación Armónica

        3.3.1  Respuesta Total

        3.3.2 Fenómeno de Mezclado

3.4  Respuesta de un Sistema  Amortiguado con Excitación Armónica

        3.4.1  Respuesta Total

        3.4.2  Factor de Calidad y Ancho de Banda

3.5  Respuesta de un Sistema Amortiguado bajo F(t) = Foeit

3.6  Respuesta de un Sistema  Amortiguado con Movimiento Armónico de la Base

       3.6.1 Fuerza Transmitida

       3.6.2  Movimiento Relativo

3.7  Respuesta de un Sistema Amortiguado con Desbalance Rotacional

3.8  Programa de Computadora. Respuesta de un Sistema de un Grado de Libertad con Amortiguamiento Viscoso con Excitación Armónica F(t) = Fosen ωt

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