Profesor: Dr. Gerardo Silva Navarro 

Objetivos

Que el alumno aprenda los fundamentos y herramientas básicas de la Teoría de Vibraciones Mecánicas para el análisis y el diseño de sistemas mecatrónicos eficientes, donde la presencia de vibraciones indeseables sea disminuida mediante diseños estructurales adecuados y/o la aplicación de métodos de control pasivo o activo. Se realizarán experimentos de análisis de vibraciones en sistemas mecatrónicos simples, auxiliándose de herramientas computacionales para el cálculo y simulación numérica, del equipo didáctico ECP y otra instrumentación disponible en los laboratorios. 

Contenido 

1.  Fundamentos de vibraciones.

1.1  Introducción. 
1.2  Importancia del estudio de las vibraciones. 
1.3  Elementos de un sistema dinámico. 
1.4  Conceptos básicos de vibraciones. 
1.5  Clasificación de las vibraciones. 
1.6  Resortes, masa o inercia y amortiguadores. 
1.7  Movimiento armónico. 
1.8  Análisis de estabilidad. 

2.  Vibraciones en sistemas de un grado de libertad.

2.1  Vibraciones libres de un sistema no amortiguado. 
2.2  Vibraciones libres con amortiguamiento. 
2.3  Vibraciones excitadas armónicamente. 
2.4  Vibraciones excitadas armónicamente a través de la base o estructura del sistema. 
2.5  Respuesta de sistemas con desbalance rotatorio. 
2.6  Vibraciones no lineales. 

3.  Vibraciones en sistemas con varios grados de libertad.

3.1  Vibraciones libres en sistemas de dos grados de libertad. 
3.2  Análisis de vibraciones forzadas. 
3.3  Autoexcitación y análisis de estabilidad. 
3.4  Vibraciones síncronas en rotores. 
3.5  Sistemas de varios grados de libertad. 
3.6  Modelado de sistemas continuos como sistemas discretos de un número finito de grados de libertad. 
3.7  Ecuación de Lagrange de un sistema de varios grados de libertad. 
3.7.1  Coordenadas y fuerzas generalizadas.

3.7.2  Matrices de energía potencial y cinética. 
3.7.3  Valores característicos.

3.8  Coeficientes de influencia de rigidez y flexibilidad. 

4.  Control de vibraciones.

4.1  Introducción. 
4.2  Métodos de balanceo en maquinaria rotatoria.

4.2.1  Balanceo en un plano. 
4.2.2  Balanceo en dos planos.

4.3  Control de vibraciones.

4.3.1  Clasificación de métodos. 
4.3.2  Métodos de control pasivo. 
4.3.3  Métodos de control activo. 4.3.3.1 El problema de control activo. 
4.3.3.2 Control de sistemas vibratorios lineales.

4.4  Control de sistemas vibratorios no lineales. 

5.  Medición de vibraciones mecánicas y sus aplicaciones.

5.1  Tipos de transductores. 
5.2  Sensores de vibraciones. 
5.3  Generadores o excitadores de vibraciones. 
5.4  Analizadores de señales. 
5.5  Método experimental de análisis modal con un martillo de impacto. 
5.6  Plataforma experimental ECP. 

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