Tipo de Elemento Aislador/Sistema de Péndulo Friccional – isolator2

Los elementos de tipo isolator2 son elementos 3D con longitud igual a cero utilizados para modelar el comportamiento de los aisladores de tipo Péndulo Friccional utilizados en aplicaciones de aislamiento sísmico. Los elementos isolator2 tienen propiedades de plasticidad acopladas para las dos direcciones de corte (ejes 2 y 3 en el sistema de coordenadas local del elemento), mientras que se caracterizan por un comportamiento elástico lineal para los cuatro tipos de deformación restantes. El modelo de fricción descrito por Constantinou et al. [1999] se utiliza para calcular el coeficiente de fricción de la superficie deslizante del péndulo de friccional. El coeficiente de fricción se calcula de acuerdo con la siguiente ecuación:

donde ffast_1 y fslow_1 son los coeficientes de fricción del aislador a velocidades grandes y lentas respectivamente, v es la velocidad del aislador y rate_1 es la razón que controla la transición de velocidades bajas a altas.

El elemento bearing2 se comporta elásticamente en las direcciones de corte, con una rigidez igual a la rigidez elástica proporcionada por el usuario, hasta el límite de elasticidad definido por el límite de fluencia que se calcula de acuerdo con la siguiente ecuación

donde P es la carga vertical total sobre el elemento. Las deformaciones plásticas después del punto de fluencia se calculan utilizando un algoritmo de mapeo de retorno como se describe para los modelos de endurecimiento de Simo y Hughes [1998]. La rigidez posterior de la flueancia es igual a P / R donde R es el radio de curvatura del péndulo de fricción y P es la carga vertical total sobre el elemento.

Se necesitan catorce parámetros para describir el comportamiento del elemento isolator2:

Rigidez elástica en la dirección axial (eje local 1) - K_axial
La respuesta elástica lineal del aislador se considera en la dirección axial.

Rigideces elásticas en los grados de libertad de torsión y rotación  - K_shear_1, K_shear_2

Rigideces elásticas en los grados de libertad de torsión y rotación - Ktorsional, Krot1, Krot2
La respuesta elástica lineal del aislador se considera en los grados de libertad de torsión y rotación.

Coeficientes de fricción para velocidad cerca a cero de aislador – fslow_1, fslow_2

Coeficientes de fricción para velocidades grandes de aislador – ffast_1, ffast_2

Inversos de velocidades de deslizamiento características –  rate_1, rate_2

Radios de curvatura de aislador de péndulo – radius_1, radius_2

En la ventana de diálogo de este elemento es posible definir también un valor de amortiguamiento específico del elemento, en contraste con el amortiguamiento global descrito aquí. Para hacerlo, los usuarios deben simplemente hacer clic sobre el botón Amortiguamiento y luego seleccionar el tipo de amortiguamiento que mejor se adapta al elemento en cuestión (por mayores detalles respecto a los tipos de amortiguamiento disponibles y consejos respecto de cuáles pueden ser las mejores opciones, ver el menú Amortiguamiento). Se recuerda a los usuarios que el amortiguamiento definido a nivel de los elementos prevalece por sobre el amortiguamiento global, es decir, los coeficientes de la matriz de amortiguamiento calculados "a nivel global" asociados a los grados de libertad de un elemento dado serán reemplazados por los coeficientes calculados a través del producto de la matriz de masa del elemento y un parámetro proporcional a la masa, o a través del producto de la matriz de rigidez del elemento y un parámetro proporcional a la rigidez, o mediante el cálculo de una matriz de amortiguamiento de Rayleigh del elemento.

Ejes Locales y Notación del Output