2026-04-17T14:23:34Zhttps://recercat.cat/oai/requestoai:recercat.cat:2117/1043882025-07-23T06:59:45Zcom_2072_1033col_2072_452951
RECERCAT
author
Giralt Carbó, Martí
2016-09
Aquest projecte consistirà en el disseny i el posterior anàlisi d'un impactador pneumàtic per a
anàlisi modal d'estructures poc accessibles. Per aquest estudi s'ha utilitzat l'impactador en un
laboratori, estudiant una estructura simplificada i monitoritzant els principals paràmetres
d'influència. Aquesta és una fase prèvia per, posteriorment, utilitzar el cilindre per a impactar
cossos i estructures d'interès industrial i poc accessibles, com és el cas d'una turbina hidràulica
en una central hidroelèctrica, i realitzar-ne una anàlisi modal.
L'anàlisi modal es útil per a predir el comportament dinàmic (freqüències i modes propis) d'aquest
tipus d'estructures, sotmeses a esforços dinàmics, i evitar així condicions de ressonància, que
poden causar una fallada catastròfica. Per tal de realitzar l'anàlisi modal és necessari una font
d'excitació de l'estructura. Per aquest motiu es dissenya un impactador pneumàtic que constarà
d'un cilindre com a element d'impacte.
Per a calibrar l'impactador s'utilitza un disc circular, de dimensions reduïdes, del qual se'n
realitza una anàlisi modal previ amb un sistema tradicional. D'aquesta manera es caracteritza el
comportament dinàmic del disc i, posteriorment, es compara amb els resultats obtinguts amb
l'impactador dissenyat.
Per a dur a terme el projecte es dissenya, primerament, el circuit pneumàtic que permetrà activar
el cilindre. També s'instal·len tots els sensors necessaris per a mesurar les variables que caldrà
controlar per a realitzar els testos.
Els testos amb l'impactador consisteixen en realitzar un seguit d'impactes sobre la superfície del
disc mitjançant el cilindre pneumàtic, variant els paràmetres de distància d'impacte i pressió de
l'acumulador en cadascun d'ells. Amb les dades de vibració obtingudes es realitza una segona
anàlisi modal i es comparen amb els resultats obtinguts anteriorment. Les discrepàncies en els
resultats entre ambdós mètodes són reduïdes i, per tant, és possible acceptar la utilització del
cilindre pneumàtic com a dispositiu per a una anàlisi modal.
D'altra banda, es desenvolupa un mètode empíric per estimar la força d'impacte amb les variables
recollides durant els testos. Es determina que les variables que tenen influència en la força
realitzada per l'impactador són la posició de l'objecte en la carrera del cilindre i la pressió
subministrada al cilindre. Comparant la força obtinguda empíricament amb la força obtinguda
experimentalment s'obté un error promig del 14%.
Finalment, es realitza un estudi d'impacte ambiental i un pressupost del projecte, que posen de
manifest que el benefici potencial de la utilització del dispositiu dissenyat (evitant possibles
accidents o fallades catastròfiques) és molt superior als costos associats del seu disseny i ús.
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/ Open Access Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria mecànica
Machine design
Modal analysis
Maquinària -- Disseny
Anàlisi modal
Disseny d'un impactador pneumàtic per a anàlisi modal
Master thesis (pre-Bologna period)