Análisis dinámico de mástiles arriostrados

Abstract

En este trabajo se estudia la respuesta dinámica de mástiles arriostrados comúnmente utilizados en telecomunicaciones, mediciones meteorológicas y aún, más recientemente, en líneas de transmisión eléctrica. Para llevar a cabo simulaciones numéricas de una manera simple se modela el mástil reticulado de tres o cuatro caras como una vigacolumna apoyada sobre un conjunto de soportes no-lineales y sin masa que representan el sistema de riendas. El efecto de segundo orden de las fuerzas de compresión en la dirección del mástil se tiene en cuenta mediante el uso de una matriz de rigidez geométrica. Los cables que representan el conjunto de apoyos elásticos se idealizan usando el modelo parabólico clásico, válido para cables con flecha pequeña. El sistema estructural aquí presentado tiene dos grados de libertad por nudo: el desplazamiento transversal y la rotación de los nudos en los cuales se ha discretizado el sistema. Primero se estudia estáticamente la variación de la rigidez horizontal de un nudo arriostrado en función de la pretensión de montaje y del desplazamiento horizontal de dicho nudo. Para tener en cuenta el valor instantáneo de la rigidez, que es función de los desplazamientos, se desarrolló un algoritmo que permite integrar numéricamente e interactivamente en el dominio del tiempo el sistema de ecuaciones diferenciales que describe al sistema dinámico no lineal. Finalmente, se comparan resultados provistos por el modelo totalmente no lineal de los cables con aquellos provistos por linealizaciones habitualmente utilizadas en la práctica.

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