SIMULAÇÃO-MODAL

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Análise e Simulação Modal Uma análise modal é um método utilizado para determinar quais as frequências naturais de um sistema mecânico. Um sistema mecânico possuí uma quantidade de frequência naturais igual a quantidade de graus de liberdade que ele possui, o que quer dizer que uma estrutura real possuí uma quantidade imensa de frequências naturais. A saída deste tipo de simulação é a frequência natural do conjunto e sua configuração deformada. A obtenção de resultados neste tipo de simulação é relativamente simples em programas comerciais, uma vez que não é necessário conhecer as forças e as restrições atuando nos componentes, basta saber sua geometria e material. Isto é o suficiente uma vez que a frequência natural de um sistema é dado somente em função de sua massa e rigidez, conforme a equação abaixo, que ilustra a frequência natural de um sistema massa-mola com um grau de liberdade. Sistema massa-mola e sua equação de frequência natural Com a frequência natural e o modo de vibrar da estrutura é possível tirar algumas conclusões: Se conhecida a frequência de excitação de algum carregamento atuando no componente, é possível compará-la com a frequência natural da estrutura. Por exemplo, em uma estrutura que possui a primeira frequência natural iguai a 11 Hz, não se deve fixar um ventilador que trabalha a 660 RPM, pois isso acarretará um problema de ressonância (660 RPM / 60 min = 11Hz). 1

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Anlise e Simulao ModalUma anlise modal um mtodo utilizado para determinar quais as frequncias naturais de um sistema mecnico. Um sistema mecnico possu uma quantidade de frequncia naturais igual a quantidade de graus de liberdade que ele possui, o que quer dizer que uma estrutura real possu uma quantidade imensa de frequncias naturais. A sada deste tipo de simulao a frequncia natural do conunto e sua con!gurao deformada.A obteno de resultados neste tipo de simulao relati"amente simples em programas comerciais, uma "ez que no necessrio con#ecer as foras e as restri$es atuando nos componentes, basta saber sua geometria e material. %sto o su!ciente uma "ez que a frequncia natural de um sistema dado somente em funo de sua massa e rigidez, conforme a equao abai&o, que ilustra a frequncia natural de um sistema massa'mola com um grau de liberdade.(istema massa'mola e sua equao de frequncia natural)om a frequncia natural e o modo de "ibrar da estrutura poss"el tirar algumas conclus$es*(e con#ecida a frequncia de e&citao de algum carregamento atuando no componente, poss"el compar'la com a frequncia natural da estrutura. +or e&emplo, em uma estrutura que possui a primeira frequncia natural iguai a ,, -z, no se de"e !&ar um "entilador que trabal#a a ../ 0+1, pois isso acarretar um problema de ressonncia 2../ 0+1 3 ./ min 4 ,,-z5.6 poss"el e"itar a ressonncia do sistema enriecendo a estrutura ou mudando sua massa, em ambos os casos se altera a frequncia ,natural da estrutura, ou mudando a rotao do motor para um "alor distante de ../ 0+1. 7o caso do e&emplo, o ideal seria 089U:%0 a rotao do motor, isso faria com que a frequncia de e&citao fosse menor do que a primeira frequncia natural da estrutura, e"itando de forma de!niti"a a ressonncia do sistema. )aso se opte por aumentara rotao do motor, corre'se o risco de e&citar a estrutura em uma frequncia natural subsequente, causando no"amente ressonncia, porm em um modo diferente de "ibrar.;utra informao bastante rele"ante que se obtm de uma anlise modal o 1;9; 98 ;01A com que a geometria se deforma, a grandeza do deslocamento s? poderiam ser analisadas se as condi$es de contorno esti"essem presentes na simulao. Ainda sim, esta informao @til caso se desea saber em qual regio #a"er o maior deslocamento, caso o sistema sea e&citado na sua frequncia natural.8m uma simulao modal o deslocamento ilustrati"o. (er"e comoinformao de >;01A de "ibrar e no como %7A87(%9A98 dedeslocamento6 importante ressaltar que em uma simulao modal no poss"el se tirar conclus$es a respeito da tenso atuando no sistema, e&atamente porque os deslocamentos dos n?s so somente representati"os, sem nen#uma semel#ana em intensidade com o deslocamento real da estrutura. 7o"amente, para se obter as Btens$es, necessrio se aplicar as condi$es de contorno no modelo, transformando a anlise modal em uma anlise #armCnica.Aambm no poss"el se a!rmar que uma estrutura ir colapsar caso a frequncia de e&citao coincida com a frequncia natural da estrutural. A @nica concluso imediata poss"el, caso isto ocorra, que #a"er a ampli!cao dos deslocamento da estrutura, e esta ampli!cao pode causar as seguintes fal#as, entre outras* >al#a por escoamento3ruptura* A deformao ampli!cada e&cede a deformao crtica do material, causando seu escoamento ou ruptura. >al#a por fadiga* A deformao ampli!cada aumenta a tenso na estrutura at um ponto que a sua "ida no mais considerada in!nita ou com "ida inferior ao n@mero de ciclos determinado por proeto. 0udo* A ampli!cao do deslocamento da estrutura normalmente causa o mo"imento s@bito de ar, gerando grande rudo.7o necessariamente as estruturas so proetadas para serem solicitadas fora de sua frequncia natural, e"entualmente o que se controla a intensidade da solicitao. 8ste mecanismo faz com que sea poss"el o desen"ol"imento de Alimentadores