Lab # 1 “Sistemas de un grado de libertad”
Enviado por Eric Rodriguez • 8 de Octubre de 2022 • Examen • 1.220 Palabras (5 Páginas) • 279 Visitas
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Universidad Tecnológica De Panamá
Facultad De Ingeniería Mecánica
Curso:
Dinámica aplicada
Lab # 1
“Sistemas de un grado de libertad”
”
Profesor:
Eladio Castro
Instructor de laboratorio:
Eladio Castro
Estudiantes:
Keysi Pérez 8-843-1519
Martín Vargas 8-818-844
Fecha: 9/ 12 /2020
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
Vibraciones Mecánicas
Laboratorio #1/ Sistemas de un grado de libertad
Objetivo: Preparar unos circuitos en simulink de un sistema masa resorte, un péndulo y sistema oscilatorio amortiguado.
Materiales:
- Computadora
- Matlab-Simulink
Contenido:
Sistemas masa resorte
- Parte. Armar un circuito masa resorte en simulink.
- Mostrar una figura o imagen del circuito mecánico construido con simulink.
- Si la masa es 5 kg y el resorte es de 500 N/m. Y la posición inicial es de 5 cm.
- Muestre un gráfico de la posición, velocidad y aceleración del sistema.
- Armar en simulink tres diagramas equivalentes masa resorte con las diferentes características. Constante del resorte invariable o sea todos los sistemas tiene el mismo valor k= 500 N/m y la masa m1= m, m2= 2m y m3= 3m. m=5 kg.
- Mostrar un grafico de las tres posiciones de las masas.
- Armar en simulink tres diagramas equivalentes masa resorte con las diferentes características. La masa es invariable o sea todos los sistemas tiene el mismo valor m= 3m y la masa K1= k, K2= 2k y K3= 3k.
- Preparar un grafico de posición vs tiempo donde se aprecien los tres sistemas.
- Que puede comentar entre las graficas del punto d y f.
Manualmente
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- Datos
m=5kg
k=500 N/m
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- Sustituyendo
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- Derivando
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- Ecuación de Movimiento
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- Ecuación de Velocidad
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- Ecuación de Aceleración
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a. Realizado Mediante Simulink.
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b. Graficar la posición, la velocidad y la aceleración.
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Figura 1: Gráfica Simulink MatLab, Sistema Masa – Velocidad, Aceleración y Desplazamiento.
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Figura 2: Gráfica Simulink MatLab, Sistema Masa –Desplazamiento.
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Figura 3: Gráfica Simulink MatLab, Sistema Masa – Velocidad.
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Figura 4: Gráfica Simulink MatLab, Sistema Masa – Aceleración.
- Armar en simulink tres diagramas equivalentes masa resorte con las diferentes características. Constante del resorte invariable o sea todos los sistemas tiene el mismo valor k= 500 N/m y la masa m1= m, m2= 2m y m3= 3m. m=5 kg.
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Diagrama en Simulink MatLab, Sistema Masa – Para diferentes masas 5kg, 10 kg y 15 kg
- Mostrar un gráfico de las tres posiciones de las masas.
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Figura 5: Gráfica Simulink MatLab, Sistema Masa –Desplazamiento- Para una masa igual a 5kg.
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Figura 6: Gráfica Simulink MatLab, Sistema Masa –Desplazamiento- Para una masa igual a 10kg.
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Figura 7: Gráfica Simulink MatLab, Sistema Masa – Desplazamiento-Para una masa igual a 15kg.
- Armar en simulink tres diagramas equivalentes masa resorte con las diferentes características. La masa es invariable o sea todos los sistemas tiene el mismo valor m= 3m y la masa K1= k, K2= 2k y K3= 3k.
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- Preparar un gráfico de posición vs tiempo donde se aprecien los tres sistemas.
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Figura 8: Gráfica Simulink MatLab, Sistema Masa Resorte – Posición Vs Tiempo.
- Que puede comentar entre las graficas del punto d y f.
Las gráficas correspondientes al puto d nos muestras el comportamiento del desplazamiento, velocidad y aceleración de sistema pero por otro lado las del punto f son tres resortes analizados en una gráfica de posición Vs tiempo y observamos que en la misma entre más alta la constante de amortiguamiento se forma menos la gráfica sinodal.
- Parte: Armar un sistema masa resorte amortiguado.
- Armar el circuito mecánico en simulink. Los valores sugeridos son
Masa= 10 kg, K= 900 N/m, C= 25 N-s/m. Condiciones iniciales Xo=0 y velocidad inicial de 3 cm/seg.
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- Prepare un gráfico que muestre la posición y la velocidad del sistema diseñado.
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Figura 9: Gráfica Simulink MatLab, Sistema Masa Resorte Amortiguado – Desplazamiento y Velocidad.
- Confeccione un gráfico que muestre un sistema sobreamortiguado, críticamente amortiguado y subamortiguado.
sub-amortiguado ζ<1
- Grafica
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Figura 10: Gráfica Simulink MatLab, Sistema Masa Resorte Sub-Amortiguado – Desplazamiento y Velocidad.
Datos:
k= 900 N/m
m=10 kg
ζ=0.25
C=25 𝑵/(𝒎/𝒔)
Cc=47.43 𝑵/(𝒎/𝒔)
- Calculando
Cc=2m189.74 𝑵/(𝒎/𝒔)[pic 28]
ζ ζ[pic 29][pic 30]
C=[pic 31]
C[pic 32]
críticamente amortiguado ζ=1
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