Simulación numérica del volteo de campanas tradicional en España

Abstract

Este trabajo presenta la evaluación de las fuerzas de inercia originadas durante la oscilación de una campana tradicional española. El modelo numérico se ha realizado con ANSYS e incluye todos los elementos que configuran la propia campana, se ha realizado con elementos sólidos considerando un comportamiento elasto-plástico bajo grandes movimientos. Este modelo evalúa el comportamiento el doble péndulo compuesto por campana y badajo. Los modelos analíticos tradicionales ignoran el efecto del badajo a la hora de evaluar las fuerzas de inercia. Este modelo incluye como singularidad que el eje de oscilación de la campana no coincide con el eje de oscilación del badajo. El movimiento del badajo en el interior de la campana esta condicionado por la propia geometría del bronce, por lo cual éste pivota en su interior. El análisis realizado ha sido dinámico, considerando un contacto asimétrico entre badajo y bronce. Los resultados obtenidos para el sistema Español se han comparado con los obtenidos para el sistema Centroeuropeo.

This document presents the evaluation of the inertia forces originated during the swinging of a bell by the Spanish system. The numerical model is made with ANSYS code and it includes all the elements that form the bell, modelled by means of solid elements with elasto-plastic behavior under big displacements. This model considers the double pendulum formed by the bell and clapper. Traditional analytical models ignore the effect of clapper. A singular characteristic of this model is that the axis bell swing does not coincide with the axis clapper swing, being jointed this to the bell by means of a kneecap. The movement of the clapper is conditioned by the movement and the geometry of the brass, since it pivots in its interior. The analysis carried out was dynamic, considering an asymmetric contact between the brass and the clapper. Results of inertial forces with clapper are compared with the Central European system of swinging bells.