Análisis de péndulo simple utilizando los software Matlab y SolidWorks en el proceso de enseñanza aprendizaje para ingeniería

Autores/as

  • Julio Acevedo Martínez Tecnológico Nacional de México / Instituto Tecnológico de Aguascalientes
  • Fernando Chávez Valdivia Tecnológico Nacional de México / Instituto Tecnológico de Aguascalientes
  • Mario Alberto Quevedo Morán Tecnológico Nacional de México / Instituto Tecnológico de Aguascalientes
  • Édgar Azael Gutiérrez Rodríguez Tecnológico Nacional de México / Instituto Tecnológico de Aguascalientes
  • José Hernández Ruiz Tecnológico Nacional de México / Instituto Tecnológico de Aguascalientes

Palabras clave:

modelación matemática, Matlab, SolidWorks

Resumen

El trabajo de experiencia docente se expone una metodología de análisis para el sistema de péndulo simple, en la carrera de ingeniería mecánica, específicamente en la materia de vibraciones mecánicas, en el tema del movimiento armónico simple; en la actualidad se tienen nuevos retos en la educación, por lo que el docente debe de innovar en su práctica aplicando metodologías de modelado matemático utilizando software libre y de licenciamiento. Estas metodologías pueden ser inéditas o propuestas por diversos autores (Carmona, 2014; 2016b), una actividad complementaria es el intercambio de ideas y proyectos con docentes de otras instituciones a nivel nacional e internacional para evaluar las metodologías de modelado, para su correcta aplicación evaluándolas antes de su aplicación masiva, posteriormente validarlas en la práctica docente de las diversas asignaturas en donde se pretenden aplicar.

Todo esto con el fin de que el alumno esté relacionado con la aplicación de las diferentes asignaturas a problemáticas reales, motivándolo a superarse día con día, rompiendo los paradigmas de que la realidad no es posible llevarla a las aulas de las instituciones.

La primera actividad programada fue el presentar a los alumnos los conceptos básicos de vibraciones mecánicas, revisándolos posteriormente utilizando el software de entrenamiento ¨Mobius Ilearn Vibrations¨, posteriormente se relacionó el concepto del péndulo con su ecuación característica de LaGrange y el diagrama de bloques correspondiente, reportándose la experiencia adquirida en un formato IEEE.

La siguiente actividad consistió en exponer los conceptos físicos de un péndulo simple, se integraron equipos de 4 alumnos a los cuales se les asigno la actividad de diseñar el sistema de péndulo en SolidWorks, conociendo solo la masa de la esfera y la longitud del cuerpo de oscilación rígido, para culminar con una simulación en dicho programa donde se muestre la gráfica de desplazamiento angular vs tiempo.

Posteriormente se les asigna el desarrollo un prototipo de péndulo tomando las mismas características de la simulación, registrando los datos experimentales obtenidos y comparándolos con los de la simulación obtenida.

Se analizó la ecuación del modelo de LaGrange para péndulo simple, se le muestra al alumno el procedimiento para generar el diagrama de bloques en simulink de Matlab, se realiza la interfaz entre el software SolidWorks y Matlab para obtener el diagrama de bloques del diseño propuesto desde SolidWorks y su posterior anidación en Matlab.

Se relacionaron los diagramas de bloques de SolidWorks y de LaGrange en Matlab, para posteriormente asignar los valores propuestos, para comprobar el comportamiento obtenido con el prototipo.

Al finalizar las actividades se tuvieron las reflexiones expresadas en los reportes, en donde los alumnos planteas sus conclusiones de acuerdo al comportamiento de los modelos realizados (Prototipo, Diagrama de Bloques SolidWorks, Diagrama de Bloques LaGrange, Diagrama Compuesto).

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Referencias bibliográficas

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Gil Rodríguez, Manuel. Introducción rápida a Matlab y Simulink para ciencia e ingeniería, Ed. Díaz de Santos, 2003

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Publicado

07-09-2022

Cómo citar

[1]
J. Acevedo Martínez, F. Chávez Valdivia, M. A. Quevedo Morán, Édgar A. Gutiérrez Rodríguez, y J. Hernández Ruiz, «Análisis de péndulo simple utilizando los software Matlab y SolidWorks en el proceso de enseñanza aprendizaje para ingeniería», EIEI ACOFI, sep. 2022.