Las vibraciones excesivas - excesivas hasta el punto de la lesión - han sido prominentes en las noticias recientemente, pero los investigadores han desarrollado un algoritmo que podría ayudar a las máquinas a evitar quedar atrapados en el movimiento resonante. Mediante una combinación de simulaciones por computadora y experimentos, encontraronque al aumentar y disminuir cuidadosamente la velocidad de un rotor, podrían empujarlo más allá de su frecuencia de resonancia. El rotor no se atasca en la resonancia como la lavadora defectuosa. Los investigadores describen su trabajo en el Caos de esta semana. Este mes, Samsungretiraron del mercado 2,8 millones de lavadoras de carga superior debido a vibraciones excesivas que podrían provocar la ruptura de la parte superior, un problema que provocó al menos nueve lesiones reportadas. Las vibraciones ocurren cuando las oscilaciones normales de la lavadora quedan atrapadas en la resonancia, causandopara sacudirlo más y más fuerte a la frecuencia de resonancia.
Es un problema que no solo afecta a las lavadoras. Puede ser un problema con todo tipo de máquinas que dependen de vibraciones y oscilaciones, como dispositivos de agitación industriales utilizados para separar grava de diferentes tamaños y otras materias primas, o adivinanzasmáquinas que aflojan el sedimento pegado en el interior de una botella de champán y hacen que los desechos sean más fáciles de eliminar.
Pero ahora los investigadores han desarrollado un algoritmo que podría ayudar a las máquinas a evitar quedar atrapados en este movimiento resonante. Usando una combinación de simulaciones y experimentos por computadora, los investigadores descubrieron que al aumentar y disminuir cuidadosamente la velocidad de un rotor, podrían empujarlo más allásu frecuencia de resonancia. El rotor no se atasca en la resonancia como la lavadora defectuosa.
"Nuestro método es análogo a empujar un automóvil de un lado a otro para sacarlo de una zanja", dijo Alexander Fradkov, del Instituto de Problemas de Ingeniería Mecánica, Academia de Ciencias de Rusia. Él y sus colegas describen su nueva investigaciónesta semana en Caos , de AIP Publishing.
Su método se aplica particularmente cuando se enciende una máquina y el rotor se acelera. A medida que se acelera, dependiendo del diseño del resto de la máquina, puede alcanzar una frecuencia resonante. El rotor podría quedar atrapado operando a esta frecuencia,lo que podría causar daños o simplemente significar que la máquina no funciona como se diseñó.
Aumentar la potencia del rotor podría empujarlo sobre la joroba, pero eso requiere más energía y un motor más grande y difícil de manejar.
En cambio, los investigadores descubrieron que al aumentar o disminuir la velocidad del rotor en pequeñas cantidades, podían controlar su frecuencia y obtener resonancia. Usaron una computadora para modelar un sistema en el que dos rotores vibratorios están unidos.coincidía con los de una máquina de dos rotores diseñada para este tipo de experimentos.
Los investigadores también utilizaron análisis matemáticos específicos para mostrar que al controlar un sistema con intensidades arbitrariamente pequeñas, podrían moverlo de un estado de movimiento a cualquier otro estado. Este escenario teórico, que involucra un sistema con un solo grado de libertad y suponiendosin fricción, es importante para comprender mejor la física cibernética: el estudio de cómo controlar un sistema físico, explicó Fradkov.
"Este resultado nos permite ser más optimistas en aplicaciones prácticas ya que proporciona un algoritmo sobre cómo moverse de una posición a otra con poco esfuerzo", dijo.
El siguiente paso, dicen los investigadores, es ver cómo puede controlar un sistema cerca de resonancias a frecuencias más altas y por lo tanto energías y explorar los efectos de diferentes condiciones iniciales.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física AIP . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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