Descripción y contextualización de la asignatura

Esta asignatura abordará diversos aspectos del análisis experimental de sistemas mecánicos para su caracterización dinámica y el análisis del funcionamiento de las máquinas. Se estudiarán técnicas de adquisición de señales y de análisis y procesado, diagnóstico y monitorización de funcionamiento de máquinas, ensayos de vibración y de análisis modal experimental. Se abordará el estudio de métodos de identificación en análisis modal, análisis modal operacional, síntesis de fundones de respuesta en frecuencia, modificación del comportamiento dinámico y actualización de modelos de elementos finitos basándose en datos provenientes del análisis modal experimental.



Tema 1. Aspectos generales del análisis vibratorio y modal experimental.

Tema 2. Análisis modal experimental



Tema 3. Síntesis de Funciones de respuesta en frecuencia mediante subestructuras y modificación del

comportamiento dinámico



Tema 4. Actualización de modelos de elementos finitos

Convocatoria ordinaria: orientaciones y renuncia

En el caso de que las condiciones sanitarias impidan la realización de una actividad docente y/o evaluación presencial, se activará una modalidad no presencial de la que los/las estudiantes serán

informados puntualmente.

Convocatoria extraordinaria: orientaciones y renuncia

Posibilidad de único examen final o combinar examen escrito con trabajo práctico personal.

Temario

TEMA 1: ASPECTOS GENERALES DEL ANÁLISIS VIBRATORIO Y MODAL EXPERIMENTAL



CAPÍTULO 1.1 INTRODUCCIÓN A LA ASIGNATURA

1.1.1. Ámbito de la asignatura

1.1.2. Organización del curso: plan docente y programa

1.1.3. Conceptos básicos. Sistemas de un grado de libertad.

1.1.4. Representación y propiedades de una FRF.

1.1.5. Sistemas de varios grados de libertad (MDOF)

1.1.6. Representación y propiedades de FRFs MDOF.



CAPÍTULO 1.2 ADQUISICIÓN DE DATOS

1.2.1. Hardware de medida. Cadena básica de medida

1.2.2. Transductores de medida. Selección de transductores

1.2.3. Sistemas de monitorización de vibraciones

1.2.4. Sistemas de adquisición de datos

1.2.5. Definición del ensayo: Apoyos de la estructura, colocación del sistema de excitación



CAPÍTULO 1.3 PROCESADO DIGITAL DE SEÑAL

1.3.1. Conversión analógico digital. El fenómeno del aliasing

1.3.2. Transformada discreta de Fourier. Transformada rápida.

1.3.3. Funciones avanzadas. Densidad de espectro de potencia. Espectro cruzado.

1.3.4. Transmisibilidad. Funcion de transferencia.

1.3.5. Ventanas de fuerza y respuesta.

1.3.6. Coherencia



CAPÍTULO 1.4 DIAGNÓSTICO DE MÁQUINAS. MONITORIZACIÓN.

1.4.1. Utilidad de las técnicas de diagnóstico

1.4.2. Fallos comunes de maquinaria diagnosticados por análisis de vibraciones

1.4.3. Vibraciones de torsión

1.4.4. Equilibrado



CAPÍTULO 1.5 ENSAYOS DE VIBRACIÓN

1.5.1. Análisis previos a los ensayos

1.5.2. Interacción excitador-estructura

1.5.3. Definición de los parámetros del ensayo: rango de medida, resolución en frecuencia, calidad de los datos medidos

1.5.4. Métodos de ensayo



TEMA 2: ANALISIS MODAL EXPERIMENTAL



CAPÍTULO 2.1 MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN EN ANÁLISIS MODAL.

2.1.1. Bases de las técnicas de identificación

2.1.2. Clasificación general de métodos de identificación.

2.1.3. Diagrama de estabilidad

2.1.4. Validación



CAPÍTULO 2.2 MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN EN EL DOMINIO DEL TIEMPO.

2.2.1. Métodos indirectos en el dominio del tiempo

2.2.2. Métodos directos en el dominio del tiempo

2.2.3. Otros métodos.



CAPÍTULO 2.3 MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN EN EL DOMINIO DE LA FRECUENCIA

2.3.1. Métodos SDOF

2.3.2. Métodos indirectos en el dominio de la frecuencia

2.3.3. Métodos directos

2.3.4. Otros métodos



CAPÍTULO 2.4 INTRODUCCIÓN AL ANALISIS MODAL OPERACIONAL

2.4.1. Diferencia entre el analisis modal operacional (OMA), análisis modal experimental (EMA) y desplazamiento operacional (ODS)

2.4.2. Introducción a los métodos de identificación en el OMA

2.4.3. Validez y limitaciones del análisis modal operacional



TEMA 3: SÍNTESIS DE FUNCIONES DE RESPUESTA EN FRECUENCIA MEDIANTE SUBESTRUCTURAS Y MODIFICACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DINÁMICO.



CAPÍTULO 3.1 TÉCNICAS DE ACOPLAMIENTO

3.1.1. Introducción

3.1.2. Acoplamiento de impedancia

3.1.3. Técnicas de acoplamiento modal

3.1.4. Técnicas alternativas



CAPÍTULO 3.2 TÉCNICAS DE MODIFICACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DINÁMICO

3.2.1. Objetivos de la modificación del comportamiento dinámico.

3.2.2. Expresiones preliminares en la modificación estructural

3.2.3. Antiresonancias de una estructura dinámica

3.2.4. Reanálisis del comportamiento modificado

3.2.5. Modificación estructural en un gdl

3.2.6. Modificación estructural en varios gdl.



TEMA 4: ACTUALIZACIÓN DE MODELOS DE ELEMENTOS FINITOS



CAPÍTULO 4.1 ACTUALIZACIÓN DE MODELOS DE ELEMENTOS FINITOS MEDIANTE DATOS EXPERIMENTALES I

4.1.1. Interés de la actualización de modelos EF

4.1.2. Métodos de comparación, localización y correlación

4.1.3. Reducción de modelos de elementos finitos y expansión de datos experimentales



CAPÍTULO 4.2 ACTUALIZACIÓN DE MODELOS DE ELEMENTOS FINITOS MEDIANTE DATOS EXPERIMENTALES II

4.2.1. Actualización basada en minimos cuadrados.Selección de parámetros y respuestas. Criterios de convergencia.

4.2.2. Actualización de rigidez mediante datos estáticos.

4.2.3. Actualización mediante FRF

4.2.4. Actualización multimodelo.

4.2.5. Métodos de actualización directa.

Bibliografía

Bibliografía básica

Modal testing: theory, practice, and application, D. J. Ewins; Research Studies Press, 2000 ISBN 0863802184, 9780863802188



Modal Analysis, Zhi-Fang Fu, Jimin He; Butterworth-Heinemann, 2001

ISBN 0750650796, 9780750650793



Finite Element Model Updating in Structural Dynamics, Volumen 38 de Solid Mechanics and Its Applications, M. Friswell, J.E. Mottershead; Springer, 1995 ISBN 0792334310, 9780792334316



Vibration Spectrum Analysis: A Practical Approach, Steve Goldman, Industrial Press Inc., 1999 ISBN 0831130881, 9780831130886



Vibration-based Condition Monitoring: Industrial, Aerospace and Automotive Applications Robert Bond Randall; John Wiley & Sons, 2011 ISBN 0470977582, 9780470977583

Bibliografía de profundización

Modal Analysis and Testing: Proceedings of the NATO Advanced Study Institute On- Sesimbra, Portugal, 3-15 May, 1998 - Volumen 363 de NATO Science Series, Nuno Manuel Mendes Maia, J. M. (Julio Martins) Montalvao e Silva, Kluwer Academic Pub, 1999 ISBN 0792358937, 9780792358930







Nonlinearity in Structural Dynamics: Detection, Identification, and Modelling, Keith Worden, G. R. Tomlinson; CRC Press, 2001, ISBN 0750303565, 9780750303569

Revistas

Journal of Sound and Vibration ISSN: 0022-460X



Mechanical Systems and Signal Processing ISSN: 0888-3270



JOURNAL OF VIBRATION AND ACOUSTICS-TRANSACTIONS OF THE ASME ISSN: 1048-9002