Modelado de Amortiguadores guiado por sus Diagramas Característicos

Abstract

ResumenUna metodología para modelar amortiguadores guiada por sus diagramas característicos es presentada y validada. Los diagramas característicos del amortiguador son construidos a partir de datos experimentales generados por pruebas estándar: fuerza versus desplazamiento y velocidad versus aceleración. Estos son explorados en las frecuencias de interés. Los diagramas son clasificados en siete patrones, los cuales sirven de guía para construir el modelo matemático el cual puede identificarse con algoritmos convencionales. La metodología es validada con cuatro amortiguadores comerciales de diferentes tecnologías, obteniendo resultados con errores de estimación menores al 5 %. Copyright c 2015 CEA. Publicado por Elsevier España, S.L. Todos los derechos reservados.Palabras Clave: amortiguador semi-activo, amortiguador pasivo, modelado, metodología, simulación IntroducciónUn modelo matemático dinámico para un amortiguador automotriz debe simular fielmente su comportamiento, destacando las no linealidades (fricción, histéresis, inercia) en un rango de frecuencia menor a 30 Hz (en el dominio automotriz). Lo más importante en un amortiguador de uso automotriz son las características en los diagramas de Fuerza-Velocidad (FV) y Fuerza-Desplazamiento (FD).Existen muchos métodos de modelado. Un método ideal debe ser genérico y que permita ajustar un modelo a partir del análisis gráfico de los diagramas característicos, pues estos contienen la información para el diseño de la suspensión.Un amortiguador Pasivo (P) tiene capacidad de amortiguamiento definida por su diseño mecánico, varia por la amplitud del desplazamiento y la frecuencia de oscilación. Sus diagramas característicos FV y FD son constantes ; puede estar diseñado para confort o agarre de superficie (o un balance de ambas).Los amortiguadores Semi-Activos (SA) definen su capacidad por su diseño mecánico y por una señal externa que hace que varíe una propiedad mecánica del mismo. Cuando no existe esta señal externa, su estado es P. Sus diagramas característicos FV y FD son variables. Tres tecnologías comerciales son las más conocidas: Pasiva (P) , Magneto-Reológica (MR) y Electro-Hidráulica (EH); en la Tabla 1 se comparan estas. * Autor en correspondencia.Correos electrónicos: A00944078@itesm.mx (Jorge de-J. Lozoya-Santos), A00469139@itesm.mx (Diana Hernández-Alcantara), rmm@itesm.mx (Ruben Morales-Menendez), ricardo.ramirez@itesm.mx (Ricardo A. Ramírez-Mendoza)

A General Modeling Approach for Shock Absorbers: 2 DoF MR Damper Case Study

“…Figure 11 specifies the proposed methodology. The identification of the mathematical modeling of four commercial shock absorbers (p, continuous MR, On/Off MR, and a continuous EH technology) validates this method, Lozoya-Santos et al (2015). The models produced less than 5% of modeling error, evidenced in a set of qualitative plots and quantitative indexes.…”

“…A generic model design method based on characteristic diagrams to obtain a model that can be identified and simulated with a generic tools is proposed, Lozoya-Santos et al (2015). The methodology proposes the decomposition of the measured force in two components: p and SA force components, Figure 1.…”

Preliminary Study on the Damping Effect of a Lateral Damping Buffer under a Debris Flow Load

“…It is a typical method to attach devices [18] or to study the failure modes [19] to prevent structures from being destroyed under earthquake. Moreover, in the field of vehicle control, the semi-active suspension [20][21][22][23] and active suspension [24] play an important role in guaranteeing both safety and comfort of cars. In this way, devices or equipment suitable for different structures or applicable to different scenarios (e.g., [25][26][27][28][29][30]) are put forward to reduce the structure's response under different dynamic loads.…”

“…Enlightened by various structural control methods [25][26][27][28][29][30] and semi-active suspensions [20][21][22][23] as well as active suspensions [24], a lateral damping buffer is proposed to retrofit buildings in debris flow-prone areas. Specifically, it is a combination of traditional buffer and shock absorber.…”