Influencia de la masa, la rigidez y el amortiguamiento en la dinámica de amortiguadores de masa sintonizados

• Autores: César A. Chagoyen Méndez, Giovanny Medina Castellón, Yamill S. Campos Pérez, Ernesto Chagoyén Méndez, Ángel S. Machado Rodríguez, Gilberto García del Pino
• Localización: Revista centro azúcar, ISSN-e 2223-4861, Vol. 50, Nº. 3, 2023
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Influence of mass, stiffness, and damping on the dynamics of tuned mass dampers
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    RESUMEN Introducción: La reducción de las vibraciones en estructuras longevas y carentes de mantenimiento como los puentes de ferrocarril en Cuba, es un tema que actualmente va cobrando importancia. Una vía para lograrlo es la colocación de Amortiguadores de Masa Sintonizados. Objetivo: Determinar la influencia de la masa, la rigidez y el amortiguamiento en la amplificación dinámica de la estructura. Materiales y Métodos: Se realiza un estudio dinámico del puente ferroviario ubicado en el km 560 del Ferrocarril Central y del Amortiguador de Masa Sintonizado para el control de las vibraciones. Se ajusta el problema real al modelo matemático de sistemas de uno y dos grados de libertad. Resultados y Discusión: Se determina la influencia de los parámetros básicos (masa, rigidez y amortiguamiento) en la amplificación dinámica de la estructura, los desplazamientos de cada grado de libertad y la amplitud de las oscilaciones del puente y del Amortiguador de Masa Sintonizado como respuesta a la fuerza de excitación. Conclusiones: Se obtiene la influencia de la masa, la rigidez y el amortiguamiento en la respuesta dinámica del sistema. Se resuelve el modelo de dos grados de libertad, variando solamente el coeficiente de amortiguamiento del Amortiguador de Masa Sintonizado y se obtienen las gráficas de posición-tiempo. En las funciones de respuesta en frecuencia, se comprueba que el sistema alcanza su mayor amplificación dinámica cuando la frecuencia de la vibración producida por una carga externa coincide con la frecuencia natural de la estructura.

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    ABSTRACT Introduction: The reduction of vibrations in long-lived and unmaintained structures such as railway bridges in Cuba is an issue that is currently gaining importance. One way to achieve this is the placement of Tuned Mass Dampers. Objective: To determine the influence of mass, stiffness and damping on the dynamic amplification of the structure. Materials and Methods: A dynamic study of the railway bridge located at km 560 of the Central Railway and of the Tuned Mass Dampers was carried out to control vibrations. The real problem is fitted to the mathematical model of systems of one and two degrees of freedom. Results and Discussion: The influence of the basic parameters (mass, stiffness and damping) on the dynamic amplification of the structure, the displacements of each degree of freedom and the amplitude of the oscillations of the bridge and the Tuned Mass Dampers in response to the excitation force were determined. Conclusions: The influence of mass, stiffness and damping on the dynamic response of the system was obtained. The two degrees of freedom model is solved, varying only the damping coefficient of the Tuned Mass Dampers, the position-time graphs were obtained. In the frequency response functions, it is verified that the system reaches its highest dynamic amplification when the frequency of the vibration produced by an external load coincides with the natural frequency of the structure.