Control semi-activo de flutter utilizando un amortiguador de masa sintonizado lineal de elastomeros magnetoreológicos

Uribe Ramírez, Alfonso (2020) Control semi-activo de flutter utilizando un amortiguador de masa sintonizado lineal de elastomeros magnetoreológicos. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

Conforme las estructuras aeronáuticas son optimizadas en su resistencia mecánica y reducción de peso, la rigidez del sistema se reduce como resultado. Como consecuencia, aumenta la sensibilidad de la estructura a fallas causadas por la interacción fluido-estructura. En aeroelasticidad dinámica, “flutter” es un tipo de falla causada por las fuerzas aerodinámicas en el ala. Algunas de las técnicas clásicas para reducir los efectos de flutter es cambiando el centro de gravedad o incrementando la rigidez. Ambas técnicas involucran el incremento de la masa, también conocido como penalización estructural porque la masa agregada no agrega otro beneficio aparte de anular flutter. En recientes artículos, el uso de amortiguadores de masa sintonizado como control pasivo ha demostrado un incremento en la velocidad de flutter con un pequeño incremento de masa en comparación a las técnicas clásicas. Pero su limitación es que funcionamiento solamente es efectiva en un pequeño rango. El propósito de esta tesis es proponer un nuevo método de control al cambiar el absorbedor dinámico de pasivo a semi-activo utilizando elastómeros magnetoreológicos. Este material inteligente tiene la capacidad de cambiar su rigidez al estar expuesto a un campo magnético y es un candidato potencial para método semi-activos. En el primer capítulo, parte de los antecedentes en control de flutter, materiales inteligentes y sus posibles usos en aeroelasticidad son mostrados. Después la matemática y teoría de estructuras dinámicas y aerodinámica es incluida junto el estado del arte, a la escritura de esta tesis, del elastómero magnetoreológico y su equivalente en estructuras dinámicas. Posteriormente, el modelo matemático de un sistema resorte-placa es demostrado para su uso analítico en MATLAB y numérico en ANSYS Workbench. El modelo incluye el método pasivo y el método conmutable semi-activo para su comparación y demostrar el mejoramiento causado por el elastómero magnetoreológico para control de flutter.

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