Laboratorio de análisis computacional de sistemas vibratorios

Abstract

Las vibraciones en sistemas mecánicos constituyen un problema clave en Ingeniería Mecánica por lo que resulta primordial su estudio en cualquier asignatura relacionada con Ingeniería Mecánica. Las ecuaciones que describen el movimiento de las vibraciones mecánicas son de sobra conocidas. Sin embargo, su solución puede ser muy compleja en función de las suposiciones del modelo empleado y las condiciones de contorno del sistema mecánico. La comprensión del significado físico de los parámetros involucrados en las ecuaciones y su influencia relativa es importante para los estudiantes. Se propone así el desarrollo de una interfaz gráfica bilingüe (español-inglés) para una mejor comprensión de los conceptos físicos y matemáticos implicados en teoría de vibraciones. Dicha herramienta serviría para la resolución de diferentes casos de estudio en función del nivel de complejidad requerido y se podría utilizar como laboratorio virtual de cara al análisis de la influencia de las distintas variables y parámetros implicados en el movimiento. Así, se potencia el enfoque autónomo del aprendizaje y por tanto se promueven el desarrollo de habilidades personales por parte del alumnado. La herramienta fue compilada en MatLab© y se ha utilizado por primera vez en la Universidad de Córdoba en el curso académico 2017-2018.

Vibrations in mechanical systems is a key topic in mechanical engineering and its proper understanding is paramount for students of any course related to Mechanical Engineering. The equations of movement describing mechanical vibrations are well-known. The solutions of these equations can be very complex in terms of the assumptions of the models and the boundary conditions to which they are subjected. The understanding of the physical meaning of the parameters involved in the equations and their relative influence is important for students. This paper presents the development of a bilingual graphical interface (Spanish-English) for a better understanding of the physical and mathematical concepts related to discrete vibrations with multiple degrees of freedom in mechanical systems. The tool here developed constitutes a virtual lab for the analysis of the variables and parameters involved in the equations of movement in a step-by-step way, allowing to easily change the input parameter values so as to understand the importance of the different variables. Thus, the autonomous apprenticeship and the development of personal skills of students is enhanced and promoted. This lab was coded in MatLab© and is being used for the first time at the University of Cordoba during the academic year 2017-2018.