La técnica de selección de picos se basa en la detección de los picos en una función de respuesta de frecuencia H para identificar la n-ésima frecuencia natural del sistema tras aplicar la transformada rápida de Fourier (FFT) a las señales de excitación X(t) y respuesta dinámica Y t: H = Y X donde Y y X son la respuesta y excitación dinámica en el dominio de frecuencias. Esta técnica, utiliza el método de ancho de banda para la obtención de las razones de amortiguamiento , un factor de amplificación y un factor de pérdida [2]. = − 2 = 1 2 = 2 Los parámetros y son los más importantes dentro del EMA dado que permiten la solución de la ecuación diferencial de un sistema masa-resorte- amortiguador de 1 gdl típico de la forma: ሷ + 2 ሶ + 2 =0 RESUMEN En este trabajo se presenta la aplicación del Análisis Modal Experimental (EMA, por sus siglas en inglés) para la determinación de parámetros modales de un álabe de aerogenerador de pequeña potencia de perfil FX-63137, haciendo uso de la técnica de selección de picos (peak picking , de su nombre original en ingles). Un primer desarrollo involucra la medición de la respuesta dinámica mediante transductores piezoeléctricos como acelerómetros, empleando como fuente de excitación un martillo de impacto. Estos primeros resultados experimentales son utilizados como referencia para la implementación del EMA haciendo uso de técnicas ópticas como la fotogrametría. Finalmente los resultados obtenidos por cada técnica son comparados entre sí junto a resultados numéricos obtenidos mediante una simulación en Ansys. ANÁLISIS MODAL EXPERIMENTAL Las vibraciones mecánicas son fenómenos presentes en la mayoría de los sistemas físicos y su importancia en aerogeneradores recae en su comportamiento en ambientes inestables dadas las variaciones de viento, lo que resulta en una respuesta vibrante [1] generando flexiones excesivas por cargas repetidas. El EMA dispone de distintas técnicas para la extracción de los parámetros modales de una estructura, uno de ellas es la “selección de picos”, la cual es aplicada en sistemas de 1 grado de libertad, sin embargo, puede implementarse a sistemas de varios grados de libertad siempre que los modos resonantes estén suficientemente alejados uno de otro. INTRODUCCIÓN RESULTADOS Análisis Modal Experimental de un álabe FX-63137 empleando transductores piezoeléctricos y la técnica de fotogrametría. Luis Angel De La Rosa Jiménez*, Víctor Iván Moreno Oliva*, Ociel Flores Díaz*,Hugo Francisco Abundis Fong**, José Rafael Dorrego Portela* *Universidad del Istmo, Campus Tehuantepec; **Tecnológico Nacional de México, Instituto Tecnológico de Pachuca [1] Manwell, J. F., McGowan, J. G., & Rogers,A. L. (2010). Wind energy explained: theory, design and application. John Wiley & Sons. [2] Ewins, D. J. (2009). Modal testing: theory, practice and application. John Wiley & Sons. Los resultados experimentales obtenidos tras la aplicación del EMA haciendo uso de la técnica “selección de picos”, coinciden adecuadamente con los resultados numéricos de Ansys. Así mismo, el uso de tres acelerómetros limita a generar un modelo de 3 gdl del álabe, si estos se aumentan es posible obtener una mejor reconstrucción de las trayectorias de vibración. Por otro lado, la razón de amortiguamiento obtenida con la señal de fotogrametría fue calculada mediante el método de decremento logarítmico y su valor coincide en gran medida con el obtenido por los acelerómetros mediante la técnica de “selección de picos”, esto nos permite concluir que ambas técnicas experimentales son adecuadas para la obtención precisa de los parámetros modales del álabe. LOGO Link: http:// meet.google.com/fei-ecqp-sby Tabla 2. Parámetros modales obtenidos con acelerómetros en el plano de borde. Figura 4. Señal de respuesta dinámica con fotogrametría. Tabla 3. Parámetros modales obtenidos con fotogrametría en el plano de aleteo. Figura 5. Primeras 3 formas modales en aleteo. Figura 6. Matriz AutoMAC entre modos experimentales estimados: aleteo y borde. (1) (2) (3) Figura 1. Configuración de ensayo para el álabe. ℎ = ℎ 11 ℎ 12 ℎ 13 ℎ 21 ℎ 22 ℎ 23 ℎ 31 ℎ 32 ℎ 33 Figura 2. Señal de respuesta dinámica con acelerómetros. Figura 3. Espectros FRF y de coherencia generados con la respuesta dinámica y señal de excitación para un ensayo con martillo de impacto con punta de caucho rígida. Tabla 1. Parámetros modales obtenidos con acelerómetros en el plano de aleteo. Martillo de impacto Modo fn (Hz) Q ζ (%) η fn (Hz) Ansys 1 6.86 15.02 3.32 0.066 6.61 2 21.36 16.45 3.03 0.060 18.98 3 44.25 39.56 1.26 0.025 44.96 4 80.10 27.87 1.79 0.035 77.03 5 131.99 138.69 0.36 0.007 123.77 6 177.00 327.84 0.15 0.003 182.56 Modo fn (Hz) Q ζ (%) η fn (Hz) Ansys 1 30.51 13.70 3.64 0.072 35.83 2 112.92 35.54 1.40 0.028 107.04 3 244.14 26.02 1.92 0.038 226.64 Ensayos de impacto Selección de punta de martillo Procesamiento de señales Validación de resultados Reconstrucción de trayectorias de vibración Instrumentación y configuración del ensayo Extracción de parámetros modales mediante “selección de picos” Modo fn (Hz) Q ζ (%) η fn (Hz) Ansys 1 6.81 15.02 3.26 0.065 6.61 (4) = |{ } ∗ | 2 { } ∗ { } ∗ (6) METODOLOGÍA Método de decremento logarítmico ( ): = 1 +1 ≈ 2 1− 2 (5) CONCLUSIONES REFERENCIAS