ing mecanica

Módulo 3: Medición Aceleración
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería Mecánica
Fundamentos de Experimentación
2 de octubre de 2014

Objetivo.
Aplicar los conceptos de medición de aceleración y movimiento para determinar la frecuencia natural de vibración en una viga en voladizo a diferentes longitudes libres.

Objetivos Específicos.
Determinar la efectividad del modeloteórico propuesto para encontrar la frecuencia natural real de una viga en voladizo.
Analizar el cambio en la frecuencia natural de una viga respecto a su longitud libre
Obtener la velocidad de la frecuencia natural a partir de su aceleración.

Introducción
La frecuencia natural es una propiedad común entre los cuerpos, y depende de varios factores; la forma geométrica del cuerpo, el materialdel que está compuesto y también de la manera en que se distribuye la masa en el volumen del cuerpo, esto es su densidad en diferentes puntos con respecto al centro de gravedad. La frecuencia natural es la propiedad a la que un cuerpo vibra al ser sometido a algún tipo de fuerza externa. El fenómeno de resonancia sucede cuando la frecuencia de esta vibración generada externamente coincide con lafrecuencia natural del cuerpo, haciendo que la amplitud de la vibración aumente de manera indefinida hasta que el cuerpo ceda y se fracture.

Equipos.
Acelerómetro – MMA7361L, Sensibilidad (800 mV/g), Rango (±1,5 a ±6 g).
Tarjeta Adquisición de datos – National Intruments, NI 9215 with BNC 4 canales.
Chasis – NI USB-9162, National Intruments, Hi.Speed USB Carrier.
Fuente variable DC – Protek,MODEL 3003. Carga el sistema con 3,3V.
Instrumento virtual – acelerómetro.vi.
Computador con LabView..
Viga de aluminio (sección transversal rectangular 1,70 ± 0,02 mm y largo 1).
Prensa.
Cinta aislante.
Flexómetro.
Calibrador ± 0,02mm.

Procedimiento.
(pongan una imagen)En el montaje se utilizó una viga de aluminio a la cual se le instalo el acelerómetro adhiriéndola con la cintaaislante, pero teniendo en cuenta que el extremo de la regla debía estar cubierto previamente con cinta para evitar un corto, la viga se prensó de tal manera que las vibraciones se midieran en el eje Z y el acelerómetro se conectó al chasis que contenía la tarjeta de adquisición la cual acondicionó los datos para visualizarlos en LabView con acelerómetro.vi abierto. Todo el sistema fue alimentado poruna fuente de corriente directa a 3 V
1. Se fijó la viga con el acelerómetro instalado utilizando el eje Z en la prensa, de tal manera que la longitud en voladizo fuera 10 cm teniendo en cuenta estuviera alineada con la prensa la cual estaba calibrada con un nivel.
2. Se aplicó un pequeño desplazamiento en el extremo de la viga y se soltó libremente para que vibrara hasta su punto de equilibrio3. Se registró todo este movimiento a través de la plataforma LabView en un computador.
4. Se repitió este procedimiento 3 veces para esta longitud en voladizo.
5. Todo el procedimiento anterior se repitió para las longitudes en voladizo de 20cm y 30cm.
6. Se exportaron a Excel los datos que se obtuvieron por medio de LabView.
7. Se determinó el offset del instrumento a partir del mejorestimativo de los datos arrojados por el acelerómetro en reposo y se le resto a cada dato.
8. Se obtuvo las gravedades medidas por medio de la sensibilidad del instrumento (ecuación anexos)
9. Se determinó la frecuencia natural experimental por medio de los gráficos de dispersión lineal de los datos, contando el número de crestas en un segundo.
10. Se calculó la frecuencia natural usando un modeloteórico (ecuación anexos)
11. Se compararon las gráficas obtenidas por medio de la frecuencia natural experimental y teórica.


Tabla . Frecuencias adquiridas por los gráficos.
Frecuencias [Hz]
 
0,3 m
0,2 m
0,1 m
Prueba 1
11,36
23,26
83,33
Prueba 2
11,36
23,81
76,92
Prueba 3
11,36
23,26
76,92
Promedio
11,36
23,44
79,06
Desviación Estándar
0,00
0,32
3,70
Incertidumbre...