Rigidización Dinámica de Vigas Cantilever en Escalón con Materiales Funcionalmente Graduados

Abstract

La optimización estructural de elevar las frecuencias naturales de un elemento resistente mediante una adecuada remoción o redistribución de su masa original se conoce como rigidización dinámica. Así se logra una reducción del peso y paralelamente, un incremento de su rigidez dinámica global. Por ejemplo, en una viga con un motor adosado, elevar su frecuencia fundamental resulta conveniente para evitar el fenómeno de resonancia. Este trabajo estudia la rigidización dinámica de vigas en voladizo, mediante la reducción de la sección transversal de manera discontinua y con una variación gradual en las propiedades del material (AFGM, por sus siglas en inglés). El modelo se basa en la teoría de vigas de Timoshenko. Los resultados se obtienen utilizando dos procedimientos: el Método de Cuadratura Diferencial Generalizada y el Método de Elementos Finitos. Se corroboran los resultados obtenidos con ambos métodos y se comparan, para situaciones particulares del modelo, con valores disponibles en la literatura científica.