Innovador método para detectar daño estructural, funciones de la bifurcación frecuencial modal (modal frequency splitting functions)

Abstract

RESUMEN: En este trabajo de tesis se presentan los diferentes comportamientos de las frecuencias de vibración de los ejes con diferentes condiciones estructurales, tomando los datos del programa Impact Test del Software de NI LabVIEW 2014. El trabajo consiste en determinar las fallas en ejes con daño y compararlos con las formas Modales de vibrar de ejes con las mismas características, pero sin daño en los mismos para obtener las bifurcaciones en las frecuencias naturales de vibrar, esto con los sensores y equipos disponibles en el Laboratorio de Vibraciones y Rotodinámica del Instituto Politécnico Nacional en la Sección de Estudios de Posgrado e Investigación de la ESIME Zacatenco. Se realizaron pruebas experimentales a tres ejes de acero de diferentes longitudes y un mismo diámetro y otro eje de aluminio de diferente longitud y diámetro que los de acero, tanto íntegros como fisurados al 25% y 50% de su diámetro, para los experimentos de los ejes de acero se utilizaron tres diferentes discos de acero con diferentes masas colocados en diferentes puntos de los ejes y se realizaron en dos condiciones de apoyo diferentes: Libre-Libre y simplemente apoyado. Con la finalidad de comprobar la fiabilidad de los datos adquiridos del programa de NI LabVIEW 2014 se calculó el FRF de dichos ejes y se obtuvieron sus Frecuencias Naturales Modales teóricas. ABSTRACT: In this thesis the different behaviors of the vibration frequencies of the axes with different structural conditions are presented, taking the data from the Impact Test program of the NI LabVIEW 2014 Software. The work consists of determining the faults in shafts with damage and comparing them with the Modal shapes of vibrating shafts with the same characteristics and masses, but without damage in them to obtain the bifurcations in the natural frequencies of vibrating, this with the sensors and equipment available in the Laboratory of Vibrations and Rotodynamics of the National Polytechnic Institute in the Section of Postgraduate Studies and Research of the ESIME Zacatenco. Experimental tests were carried out on three steel axes of different lengths and one diameter and another aluminum axis of different length and diameter than those of steel, both integral and cracked at 25% and 50% of their diameter, for the experiments of the steel shafts were used three different steel discs with different masses placed in different points of the axes and were made in two different support conditions: Free-Free and simply supported. In order to verify the reliability of the data acquired from the NI LabVIEW 2014 program, the FRF of these axes was calculated and their theoretical natural modal frequencies were obtained.