En el estudio de redes mecánicas en teoría de control , un inerte es un dispositivo de dos terminales en el que las fuerzas aplicadas en los terminales son iguales, opuestas y proporcionales a la aceleración relativa entre los nodos. Con el nombre de amortiguador J, el concepto se ha utilizado en sistemas de suspensión de coches de carreras de Fórmula 1 .
Se puede construir con un volante montado sobre una cremallera y un piñón . Tiene un efecto similar al de aumentar la inercia del objeto suspendido.
Malcolm C. Smith , profesor de ingeniería de control en la Universidad de Cambridge , introdujo por primera vez los inertizadores en un artículo de 2002. [1] Smith amplió la analogía entre redes eléctricas y mecánicas (la analogía de la movilidad ). Observó que la analogía estaba incompleta, ya que faltaba un dispositivo mecánico que desempeñara el mismo papel que un condensador eléctrico . La analogía hace que la masa sea la analogía de la capacitancia , pero el condensador que representa una masa siempre tiene un terminal conectado al potencial de tierra. En una red eléctrica real, los condensadores se pueden conectar entre dos potenciales arbitrarios, no están limitados a tierra. Al notar esto, Smith se propuso encontrar un dispositivo mecánico que fuera un verdadero análogo de un condensador. Descubrió que podía construir dicho dispositivo utilizando engranajes y volantes, uno de varios métodos posibles.
La ecuación constitutiva es,
donde la constante b es la inercia y tiene unidades de masa.
Se puede construir un inerte lineal acoplando un volante de inercia a un engranaje de cremallera . El pivote del volante de inercia forma un terminal del dispositivo y el engranaje de cremallera forma el otro.
Se puede construir un inerte rotatorio engranando un volante con la corona dentada de un diferencial . Los engranajes laterales del diferencial forman los dos terminales.
Poco después de su descubrimiento, el principio del inerte se utilizó bajo el nombre en código de amortiguador J en los sistemas de suspensión de los coches de carreras de Fórmula 1. Cuando se ajusta a las frecuencias de oscilación naturales de los neumáticos, el inerte reduce la carga mecánica sobre la suspensión. McLaren Mercedes comenzó a utilizar un amortiguador J a principios de 2005, y Renault poco después. [2] [3] Los amortiguadores J estuvieron en el centro de la controversia de espionaje de Fórmula 1 de 2007 que surgió cuando Phil Mackereth dejó McLaren por Renault.
Los investigadores están desarrollando nuevos dispositivos de control de vibraciones basados en inertizadores para construir rascacielos de gran altura que puedan soportar vientos fuertes. [4] [5]
