Amortiguación de las oscilaciones de presión producidas por el golpe de ariete

Cuando se cierra una válvula en un conducto por el que circula un fluido se originan oscilaciones de presión de tipo golpe de ariete, que se mantendrían indefinidamente, después del cierre si despreciasen los efectos de fricción. En este trabajo se muestra cómo puede describirse el proceso de amortiguamiento utilizando el método de escalas múltiples, ya que el tiempo característico de amortiguamiento es mucho más grande que el período de la oscilación, igual a dos veces el tiempo de ida y vuelta de las ondas. Se encuentra, por ejemplo, que la presión en la válvula es una función oscilatoria lentamente amortiguada; la evolución durante el tiempo de amortiguamiento de esta función oscilatoria, viene dada por una ecuación integrodiferencial que se resuelve analíticamente para los casos de cierre rápidos y numéricamente en casos más generales

Stabilized mixed explicit finite element formulation for compressible and nearly-incompressible solids

El presente estudio presenta una formulación mixta de elementos finitos capaz de abordar problemas quasiincompresibles en forma explícita. Esta formulación se aplica a elementos con interpolaciones independientes e iguales de desplazamientos y deformaciones, estabilizadas mediante subescalas variacionales (VMS). Como continuación del estudio presentado en la referencia [23] , en la que se introdujo la subescala de las deformaciones, en este trabajo se incluyen los efectos de la sub-escala de los desplazamientos, con el fin de estabilizar el campo de las presiones. La formulación evita la condición de Ladyzhenskaya-Babuska-Brezzi (LBB) y sólo requiere la resolución de un sistema diagonal de ecuaciones. En este artículo se tratan también los principales aspectos de implementación. Finalmente, ejemplos de validación numérica muestran el comportamiento de estos elementos en comparación con la formulación irreducible.This study presents a mixed finite element formulation able to address nearly-incompressible problems explicitly. This formulation is applied to elements with independent and equal interpolation of displacements and strains, stabilized by variational subscales (VMS). As a continuation of the study presented in reference [23], in which the strains sub-scale was introduced, in this work the effects of sub-scale displacements are included, in order to stabilize the pressure field. The formulation avoids the Ladyzhenskaya-Babuska-Brezzi (LBB) condition and only requires the solution of a diagonal system of equations. The main aspects of implementation are also discussed. Finally, numerical examples validate the behaviour of these elements compared with the irreductible formulation.Peer ReviewedPostprint (published version

Diseño preliminar basado en desplazamientos de marcos momento-resistentes con amortiguadores viscosos

62 páginas. Maestría en Ingeniería Estructural.Esta tesis propone una metodología de prediseño por desempeño para edificios de mediana altura ubicados en la Zona de Lago del Distrito Federal y estructurados con base en marcos momento-resistentes y amortiguadores viscosos. Se considera un edificio que recibe toda su rigidez lateral del sistema de marcos, y cuya capacidad de disipación de energía resulta de complementar el amortiguamiento natural de los marcos con el amortiguamiento adicional proporcionado por los dispositivos viscosos. El control de daño en los marcos momento-resistentes y los elementos no estructurales se plantea a partir del control de los desplazamientos laterales de la edificación. Se considera explícitamente el estado límite de seguridad de vida. La aplicación de la metodología se ilustra para un edificio de acero de veinticuatro pisos desplantado en la Zona de Lago del Distrito Federal. A partir de los resultados arrojados por una serie de análisis dinámicos no lineales, se concluye que la metodología de lugar a un nivel de diseño sísmico adecuado. No se estudio el efecto del comportamiento global a flexión en el desempeño y demandas sísmicas de los dispositivos viscosos. A falta de entendimiento de cómo afecta éste comportamiento, se sugiere limitar la aplicación de la metodología a edificios donde estos efectos no sean importantes. Dado que por el momento no se entiende bajo qué circunstancias estos efectos podrían ser importantes, se sugiere no utilizar la metodología en edificios de gran altura

Tendencias en el aislamiento de impactos

El problema de vibraciones generadas por impactos y choques es una situación común, cuyos efectos suelen ser bastante perjudiciales debido a los altos niveles de aceleración y las grandes deformaciones producidas. El diseño y selección de aisladores es crucial para la minimización de los efectos negativos, sin embargo la investigación sobre impactos es considerablemente menor si se le compara con los estudios existentes en vibración armónica y aleatoria. Es necesario, por lo tanto, proponer nuevas alternativas para el aislamiento adecuado de impactos, principalmente mediante el uso de materiales y estructuras inteligentes que puedan adaptarse a distintas situaciones. El objetivo de este artículo es hacer una revisión de los medios clásicos para el control de impactos, y proponer nuevas estrategias que puedan tener aplicación en el futuro

Funcionamiento e importancia del sistema bicarbonato/CO2 en la regulación del pH sanguíneo

La vida depende de que se mantenga la concentración de hidrogeniones del líquido extracelular y por lo tanto su pH, dentro de un intervalo muy estrecho. El amortiguador compuesto por bicarbonato y CO2 tiene características químicas que sugieren una escasa utilidad para amortiguar los cambios en la [H+] debidos al metabolismo normal o a patologías que alteran el equilibrio ácido-básico. Sin embargo, dicho sistema es el más importante del líquido extracelular y en gran medida es gracias a él que se preserva la homeostasis ácido-básica. La funcionalidad del sistema se debe a la capacidad de los riñones y los pulmones para modular las concentraciones de bicarbonato y dióxido de carbono, respectivamente, de manera que se compensan las alteraciones primarias de tales componentes debidas a patologías de origen respiratorio o metabólic

Implementación del ensayo de columna resonante

El presente trabajo de grado desarrolla la teoría correspondiente al ensayo de columna resonante, el cual está regulado por la norma ASTM D-4015, cuyo propósito es determinar el módulo de corte, relación de amortiguamiento y deformación de corte. Cabe resaltar que el equipo cuenta con la posibilidad de ejecutar adicionalmente el ensayo de bender elements y torsión cíclica, aunque no serán desarrollados dentro del presente trabajo ya que no se encuentran delimitados en el alcance de esta investigación. El propósito del trabajo fue lograr la implementación del ensayo en las instalaciones del laboratorio de Suelos de la Universidad Militar Nueva GranadaThe present degree work develops the theory corresponding to the resonant column test, which is regulated by the standard ASTM D-4015. The purpose is to determine both the shear modulus, damping ratio and shear strain. It is worth noting that the equipment has the possibility to execute further Bender elements test and cyclic torsion test, however it is out of scope of this investigation. The purpose of this work was to achieve the test implementation in the facilities of the Soil Laboratory of New Granada Military UniversityPregrad

Optimización del acondicionamiento sísmico en puentes mediante el aislamiento en la base del tablero

Una solución para conseguir minimizar los daños que los terremotos causan en los puentes consiste en el aislamiento sísmico en la base, utilizando apoyos deslizantes entre pilas y tablero que transmitan únicamente las cargas verticales, mientras que los esfuerzos horizontales son transmitidos por unos dispositivos especiales que proporcionan flexibilidad horizontal, fuerzas de reacción y disipación de energía. En este trabajo se desarrolla un método para definir cuales serían las características ideales que deberían tener esos dispositivos de aislamiento para conseguir que las fuerzas horizontales transmitidas a las pilas sean inferiores a su límite elástico, minimizando los desplazamientos permitidos del tablero, y consiguiendo idénticas deformaciones en todos los puntos de la estructura en cada momento. Este método se desarrollará para todo tipo de puentes y se particularizará para tipos propuestos en los estudios realizados en la elaboración del Eurocódigo Sísmico analizándose las variables que intervienen, y las respuestas dinámicas esperadas

Estimation of modal parameters ofcivil structures from frequency response function

Este trabajo se centra en estimar los parámetros modales del sistema dinámico que constituye la pasarela peatonal del Museo de la Ciencia de la ciudad de Valladolid (Spain). El trabajo consiste no sólo en calcular frecuencias propias o naturales y factores de amortiguamiento asociados a cada uno de los modos estimados, como proporcionan muchos programas comerciales a partir de los registros de aceleraciones de ensayos OMA (Operational Modal Analysis) y/o EMA (Experimental Modal Analysis), sino que el objetivo de este articulo es calcular las masas generalizadas correspondientes a cada uno de los modos estimados de la estructura. Para ello, en primer lugar se obtiene una representación del sistema dinámico en el espacio de estados mediante la técnica SSI (Stochastic Subspace Identification), y en segundo lugar se escalan los modos de vibración a partir de la estimación de los residuos de la descomposición en fracciones parciales de la función de respuesta en frecuencia (FRF) de las mediciones. Con este método se consiguen obtener buenas precisiones en los resultados, siempre que se consigan excitar los modos de vibración de los que queramos estimar los parámetros, lo que nos permite simular la respuesta dinámica de la estructura sin tener que recurrir a otros procedimientos como la actualización de un modelo de elementos finitos de la estructura en estudio.This paper focuses on estimating the modal parameters of the dynamic system that constitutes the pedestrian footbridge of the Science Museum of the city of Valladolid (Spain). The work consists not only of calculating natural frequencies and damping factors associated to each of the estimated modes, as many commercial software provide from acceleration measurements of tests OMA (Operational Modal Analysis) and/or EMA (Experimental modal Analysis), but the aim of this paper is to calculate the generalized masses corresponding to each of the estimated modes of the structure. For this purpose, firstly a representation of the dynamic system is obtained in the state space by SSI technique (Stochastic Subspace Identification), and secondly, vibration modes are scaled from the estimation of the residues of the decomposition in partial fractions of the frequency response function (FRF) measurements. This method gets accurate estimations in the results whose vibration modes are excited, allowing the simulation of the dynamic response of the structure without the need for updating a finite element model of the structure under study.Peer Reviewe