Evaluación del desempeño de un amortiguador de masa sintonizado no lineal mediante simulaciones híbridas en tiempo real

• Riascos-González, Carlos Andrés ^[1] ; Thomson, Peter ^[1] ; Dyke, Shirley ^[2]
  1. [1] Universidad del Valle (Colombia)

     Universidad del Valle (Colombia)

     Colombia

     
  2. [2] Purdue University

     Purdue University

     Township of Wabash, Estados Unidos

     
• Localización: INGE CUC, ISSN 0122-6517, ISSN-e 2382-4700, Vol. 15, Nº. 2 (July-December), 2019, págs. 11-22
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Performance Evaluation of a Non-linear Tuned Mass Damper Through Real-Time Hybrid Simulation
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• Resumen
  • español

    Introducción: En este artículo se describe la simulación híbrida en tiempo real (RTHS) de un amortiguador no lineal de masa sintonizado (NTMD) y se comparan los resultados con los obtenidos de ensayos experimentales convencionales de una estructura a cortante, de un piso, con el NTMD.  Objetivo: El objetivo de este artículo es valuar la efectividad de una RTHS para estimar el desempeño de un NTMD.

    Metodología: La metodología consistió de las siguientes tres etapas: identificación de la estructura principal, diseño del NTMD y evaluación experimental del sistema estructura-NTMD. Para la tercera etapa, se utilizaron RTHS y ensayos sobre mesa vibratoria.

    Resultados: Los resultados de los ensayos en mesa vibratoria demostraron que el NTMD redujo el 77% y 63% de las aceleraciones pico y RMS de la estructura principal, con respecto a la estructura sin control. Los valores de estas reducciones obtenidos con RTHS fueron 73% y 63%, respectivamente. Los índices de precisión del sistema de transferencia correspondieron a una amplitud generalizada de 1.01 y un retraso de 2 ms.

    Conclusiones: el NTMD, con una razón de masas del 10%, alcanzó reducciones superiores al 60% de la respuesta estructural. La RTHS y el ensayo de mesa vibratoria demostraron que el sistema estructura-NTMD tuvo solo un pico en la respuesta en frecuencia. El ruido en la retroalimentación de la RTHS aumentó el grado de amortiguamiento de la estructura controlada. Finalmente, los resultados experimentales demostraron que la RTHS es una técnica que predice efectivamente la aceleración RMS del sistema estructura-NTMD y puede sobreestimar ligeramente su aceleración pico.

  • English

    Introduction: In this paper, the real-time hybrid simulation (RTHS) of a non-linear tuned mass damper (NTMD) is described, and the results are compared with those obtained from conventional experimental tests of a one-story shear frame structure with the NTMD.

    Objective: The aim of this article is to evaluate the effectiveness of a RTHS for the estimation of the performance of a NTMD.

    Method: the methodology consisted of the following three stages: main structure identification, NTMD design, and experimental evaluation of the structure-NTMD system. For the third stage, both real-time hybrid simulations and shaking table testing were conducted.  Results:  results from shaking table tests demonstrate that the NTMD reduced the peak and RMS accelerations of the main structure 77% and 63% respectively, with respect to the structure without control. The values of these reductions obtained with RTHS were 73% and 63%, respectively. The assessment indices of the transfer system correspond to a generalized amplitude of 1.01 and a delay of 2 ms.  Conclusions: the NTMD, with a 10% mass ratio, achieved reductions greater than 60% in the acceleration response of the structure. The RTHS and shaking table test indicated that the structure-NTMD system had only one peak in the frequency response. Noise in RTHS feedback increased the damping level of the controlled structure. Finally, experimental results showed that the RTHS is a technique that predicts effectively the RMS acceleration of the structure-NTMD system, and it can slightly overestimate its peak acceleration.