Desarrollo de una librería para la integración de cuerpos flexibles 2D en Simscape Multibody mediante modelos de orden reducido

Resumen

Este trabajo presenta el desarrollo de una librería específica para la simulación de cuerpos flexibles en entornos MATLAB®, Simulink® y Simscape Multibody®, enfocada en estructuras bidimensionales compuestas por vigas y cerchas. A diferencia del bloque estándar de cuerpos flexibles en Simscape, que depende de la aplicación Partial Differential Equation Toolbox® de MATLAB, la solución propuesta proporciona una alternativa más versátil al integrarse con flujos de trabajo externos a través de la librería "STABIL". Esta herramienta permite obtener modelos de estructuras discretizadas, las cuales se procesan mediante el método de Craig-Bampton para generar modelos de orden reducido. El procedimiento incluye la selección de nodos de interfaz definidos por el usuario, donde se aplican las condiciones de conexión con el resto del mecanismo modelado en Simscape Multibody. Esta aproximación evita la dependencia del mallado nativo de MATLAB y otorga mayor control sobre la fidelidad del modelo simulado. Para validar la herramienta desarrollada, se presentan dos casos de estudio: una estructura de cerchas y otra de vigas. Los resultados obtenidos muestran una alta fidelidad en la respuesta dinámica del modelo de orden reducido respecto al modelo completo.