Diseño de un banco vibrométrico de medida de ondas flexurales de placas delgadas

Abstract

A Laser Doppler Vibrometer is an instrument to measure vibrations which consists of a laser that is directed at the vibrating surface to be characterized. Due to the Doppler effect, the frequency of reflected laser light varies if the focused surface is moved, producing a Doppler shift that is measured on the vibrometer as a digital electrical signal using an interferometer. The resonant properties of a mechanical system can be analyzed by stimulating it using a shaker and measuring its vibrational response with a vibrometer.

In this thesis, a study of the characterization of the vibrations and modal analysis of simple structures is performed. To do this, firstly it is necessary to characterize all the devices that form part of the vibration measurement system. Afterwards, the modal analysis protocol is established and the results of the measurements are presented for later comparison with analytical and simulation in finite elements methods.

Un Vibrómetro Láser Doppler es un instrumento de medición de vibraciones constituido por un láser que se enfoca a la superficie vibrante que se pretende caracterizar. Debido al efecto Doppler, la frecuencia de la luz láser que se refleja varía si se desplaza la superficie enfocada, produciendo un corrimiento Doppler que se mide como una señal eléctrica digital en el vibrómetro con la ayuda de un interferómetro. Las propiedades resonantes de un sistema mecánico se pueden analizar al excitarlo mediante un excitador (shaker) y medir su respuesta vibratoria con un vibrómetro.

En este trabajo se realiza un estudio de caracterización de las vibraciones y análisis modal de estructuras simples. Para ello se procede en primer lugar a caracterizar el conjunto de dispositivos que forman el sistema de medida de vibraciones. Posteriormente, se establece el protocolo de medida de análisis modal y se exponen los resultados de las medidas para su posterior comparación con métodos analíticos y de simulación en elementos finitos.