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Análisis de Sensibilidad Paramétrica y Evolución de Polos en el Desempeño Dinámico Transitorio de un Sistema de 3-GDL ante Pérdida de Simetría

Parametric Sensitivity Analysis and Pole Evolution in the Transient Dynamic Performance of a 3-DOF System under Loss of Symmetry

    Lozano   Cuellar Leticia
   TecNM / Instituto Tecnológico de La Laguna
   llozanoc@correo.itlalaguna.edu.mx
   https://orcid.org/0009-0003-6471-9655
   Sellschopp Sánchez Francisco Sergio
   TecNM / Instituto Tecnológico de La Laguna
   fsellschopps@correo.itlalaguna.edu.mx
   https://orcid.org/0000-0003-3516-3523
   Álvarez Macias Carlos
   TecNM / Instituto Tecnológico de La Laguna
   calvarezm@correo.itlalaguna.edu.mx
   https://orcid.org/0000-0002-2263-0316

Volumen:

1

Edición:

12

Resumen

Este artículo presenta una evaluación sistemática de la estabilidad relativa y el desempeño dinámico transitorio en un sistema mecánico acoplado de tres grados de libertad. Se analiza cómo la pérdida de simetría física ante la variación controlada de los parámetros afecta las métricas de respuesta en los dominios del tiempo y de la frecuencia. La metodología emplea un enfoque de modelado en espacio de estados para la extracción de valores y vectores propios. Partiendo de una condición nominal unitaria, se ejecuta un protocolo de variación ceteris paribus sobre seis parámetros seleccionados: masas lateral y central, rigidez y amortiguamiento entre el anclaje y la masa lateral, y elementos de acoplamiento interno entre las masas lateral y central. Dichos parámetros se modifican sistemáticamente en un intervalo extendido del 10% al 200% de su valor nominal, con pasos de 0.1. Los resultados se analizan mediante una técnica dual: el lugar de las raíces paramétrico, para visualizar la migración de polos hacia el eje imaginario, y superficies de respuesta tridimensionales que vinculan la interacción de pares paramétricos con el factor de amortiguamiento crítico y el sobreimpulso máximo ante un impulso de fuerza aplicado a la masa central. El estudio demuestra la pertinencia de esta metodología para analizar el comportamiento del sistema e identifica regiones en las que la asimetría compromete la integridad dinámica. Esto facilita la aplicación de criterios de optimización y de detección de fallas en ingeniería estructural y de control, demostrando que la variación en el acoplamiento externo (anclaje) presenta una sensibilidad superior frente a las variaciones de masa.

Palabras clave

Amortiguamiento, Desempeño dinámico, Estabilidad relativa, Lugar de las raíces, Sensibilidad paramétrica, Sistemas mecánicos

Referencias Bibliográficas

  • Chen, C. T. (2012). Linear system theory and design (4th ed.). Oxford University Press.

  • Chen, H., Zeng, Y., Ding, H., Lai, S., & Chen, L. (2024). Dynamics and vibration reduction performance of asymmetric tristable nonlinear energy sink. Applied Mathematics and Mechanics, 45(3), 389–406. https://doi.org/10.1007/s10483-024-3095-9

  • Chopra, A. K. (2012). Dynamics of structures (4th ed) Pearson Education

  • Den Hartog, J. P. (1985). Mechanical vibrations (4th ed.). Dover Publications.

  • Franklin, G. F., Powell, J. D., & Emami-Naeini, A. (2015). Feedback control of dynamic systems (7th ed.). Pearson.

  • Han, B. K., & Li, C. X. (2006). Evaluation of multiple dual tuned mass dampers for structures under harmonic ground acceleration. International Journal of Structural Stability and Dynamics, 6(1), 59–75. https://doi.org/10.1142/S0219455406001824

  • Inman, D. J. (2022), Engineering vibration (5th ed.). Pearson

  • Meirovitch, L. (2010). Fundamentals of vibrations. Waveland Press.

  • Nise, N. S. (2015). Control systems engineering (7th ed.). Wiley.

  • Ogata, K. (2010). Modern control engineering (5th ed.). Prentice Hall.

  • Rao, S. S. (2017). Mechanical vibrations (6th ed.). Pearson.

  • Thomson, W. T., & Dahleh, M. D. (1998). Theory of vibration with applications (5th ed.). Prentice Hall.

  • Zhang, X., Hu, S., Zhang, S., Zhu, H., Cao, M., Wang, Q., & Sumarac, D. (2024). Modal analysis and vibration control of a vertical cable with dual tuned mass dampers. Journal of Low Frequency Noise, Vibration and Active Control, 43(1), 455– 475. https://doi.org/10.1177/14613484231182487

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