REVISTA DE INGENIERIA DYNA

Palabras clave:

Dinámica estructural, rigidez no lineal, cálculo fraccionario, respuesta transitoria, métodos numéricos, Structural dynamics, nonlinear stiffness, fractional calculus, transient response, numerical methods.

Tipo de artículo:

ARTICULO DE INVESTIGACION / RESEARCH ARTICLE

Sección:

ARTICULOS DE INVESTIGACION / RESEARCH ARTICLES

En este artículo se presenta el análisis dinámico de sistemas estructurales no lineales mediante cálculo fraccionario. El motivo de este estudio es encontrar una alternativa a métodos como Runge-Kutta que duplican el número de ecuaciones que hay que resolver. El objetivo es por lo tanto linearizar el sistema de ecuaciones y aplicar métodos tradicionales en mecánica estructural que mantengan el tamaño del sistema, como el método de las diferencias finitas centrales. La metodología propuesta transforma el problema no lineal original en una ecuación integro-diferencial fraccionaria, en la que el operador fraccionario representa una rigidez variable. Se presentan dos ejemplos de aplicación típicos en ingeniería mecánica: el impacto de dos esferas elásticas (sistema de 1 grado de libertad) y la respuesta dinámica transitoria de un edificio (sistema de múltiples grados de libertad). De los resultados obtenidos se concluye que el método propuesto describe correctamente la respuesta temporal de los sistemas estudiados, reduciendo los costes computacionales.