Análisis y simulación numérica para el diseño de un sistema amortiguador de vibraciones

Abstract

El presente Trabajo Fin de Grado trata sobre un tipo de amortiguadores utilizados en la Ingeniería Civil caracterizados por aprovechar la propia masa del amortiguador para reducir vibraciones en estructuras. Estos dispositivos son conocidos como TMD, del inglés, tuned mass damper. En primer lugar se explican varios ejemplos de estos aparatos existentes en la actualidad, para luego pasar al verdadero objetivo de este trabajo: realizar un modelo matemático del problema, mediante el uso de la herramienta informática MATLAB, que permita obtener los parámetros de diseño que caracterizan el TMD en función de los datos, que serán las características de la estructura y de la solicitación. Para ello, se divide el trabajo en tres apartados principales, comenzando por el caso más sencillo, el problema simplificado de un grado de libertad con una solicitación armónica. El siguiente apartado trata la modelización de un sistema de dos grados de libertad, que será la base para el diseño óptimo del TMD, analizada en el tercer apartado. Por último, se explicarán las hipótesis realizadas y las limitaciones del trabajo, así como las propuestas de mejora del mismo.

The present end-of-course work deals with a type of dampers used in Civil Engineering characterized by using the mass of the damper itself to reduce vibrations in structures. These devices are known as TMD, tuned mass dampers. First of all, several examples of the apparatus that actually exist at present are explained, in order to move on to the real purpose of this work: developing a mathematical model of the problem using the computer tool MATLAB, that allows us to obtain the design parameters that characterize the TMD depending on the data, which will be the structure and load characteristics. To this end, the work is divided into three main sections, starting from the simplest case, the simplified one degree of freedom problem with a harmonic load. The next section considers the modeling of a two degree of freedom system that will be the basis for the optimal design of a TMD, analyzed in the third section. Finally, the hypothesis made and the limitations of the work are explained, as well as the improvement proposals.