Un estudio experimental sobre la propagación de ondas en una cadena monoatómica fabricada aditivamente

Resumen El objetivo de este estudio es establecer un marco experimental reproducible para la investigación de la propagación de ondas en cadenas monoatómicas. La plataforma introduce suspensión de las masas, revestimientos autocalibrantes y calibración de rigidez directa para minimizar errores de alineación y variabilidad de parámetros que han limitado la confiabilidad de prototipos anteriores. Se fabrica una cadena de resortes serpentina utilizando modelado por deposición fundida (FDM), y su rigidez se caracteriza mediante correlación de imágenes digitales (DIC), asegurando una entrada precisa de parámetros para modelado numérico. El sistema se ensambla cuidadosamente con suspensión controlada y alineación precisa. Luego se prueba utilizando un agitador excitado por una entrada armónica de seno, mientras se mide la respuesta de aceleración mediante acelerómetros. La relación de dispersión analítica se deriva a través del teorema de Bloch (análisis de célula unitaria), mientras que la función de respuesta en frecuencia, utilizada como medio de validación, se obtiene a través del análisis modal de un modelo de cadena finita. Las funciones de respuesta en frecuencia experimentales confirman la frecuencia de corte predicha con estrecha concordancia entre la teoría y la medición. Los resultados demostraron consistencia en el análisis de celda unitaria infinita, modelado de cadena finita y pruebas físicas (una diferencia experimental del 1.3%). El resultado es una metodología validada que vincula rigidez calibrada, suspensión precisa y mediciones reproducibles, ofreciendo una base confiable para estudios sistemáticos de dispersión y atenuación en estructuras de reticulado impresas.