Analise Modal Experimental e Teorica - Metodos, Aplicacoes e Resultados

Introdução a Análise Modal Prof João Filardi Fontes BK Siemens Dan Russell Aula Expositiva Análise Modal O que está acontecendo Formas modais de uma membrana circular Modo 01 Modo 11 Modo 21 Modo 02 Fonte Dan Russell Modo 31 Modo 12 Modo 41 Modo 22 Modo 03 Modo 51 Modo 32 Definição Processo de identificação do comportamento dinâmico de uma estrutura qualquer em termos de seus parâmetros modais a saber Frequência Amortecimento Formas modais Duas maneiras diferentes Análise Modal Experimental Análise Modal Analítica FEM Análise Modal Análise Modal Porquê realizar Análise Modal Resolução de problemas redução de níveis excessivos de vibração Validação de modelos de FEM Validação de protótipos Refinamento de modelos através da inclusão do amortecimento Garantir que ressonâncias estejam longe das freq de excitação Prérequisito na indústria aeronáutica Comum na indústria automotiva Suposições Sistema linear resposta é proporcional à força de excitação Sistema invariante no tempo parâmetros são constantes durante o teste Sistema passivo todas as respostas são devidas às forças medidas Sistema de um grau de liberdade SDOF Fonte F x Função Resposta em Frequência H Resposta X Hω xω fω 1 mω² cjω k Sistema com múltiplos graus de liberdade Exemplo de análise estrutural Resultados de Análise Modal Ressonâncias Resposta de vibração durante operação Excessiva vibração Ressonâncias Vibração forçada Xf Hf x Ff Exemplo de análise estrutural Como alterar as propriedades dinâmicas para minimizar as ressonâncias mudar a massa mudar a rigidez usar neutralizador dinâmico Resposta após a intervenção Considerações Toda estrutura possui diversas frequências naturais associadas ela pode vibrar livremente em direções variadas Frequência natural expressiva 1ª ordem fundamental menor de todas Modos de vibração associados à forma como a estrutura vibra considerando cada uma de suas frequências naturais para cada uma destas freq existe um modo de vibração específico perfil vibracional Amortecimento de uma estrutura princípio relacionado à propriedade interna de dissipação da energia cinética inerente ao movimento deste sistema Considerações A partir dos parâmetros dinâmicos experimentais possível avaliar a resposta estrutural frente à sua fonte de excitação calculandose seus deslocamentos velocidades acelerações e esforços solicitantes Aspectos importantes Se as frequências naturais da estrutura são próximas da frequência da fonte de excitação haverá uma amplificação expressiva dos deslocamentos da estrutura e dos esforços solicitantes ressonância Modos de vibração e os valores de amortecimento também são importantes na composição das respostas da estrutura influenciando decisivamente nestes valores Considerações Análise modal mostrase também conveniente por ser um método não destrutivo permitindo a obtenção de informações multidimensionais em regiões da estrutura independente de sua massa rigidez e do seu amortecimento estrutural característica esta impossível de ser quantificada via análise estática Ensaios podem ser repetidos e comparados ao longo do tempo e seus resultados são passíveis de confronto com os obtidos por modelos computacionais Mesmo nos casos onde não há problemas de vibração excessiva os ensaios dinâmicos permitem a avaliação do estado de integridade estrutural da construção em exame com resultados de qualidade frequentemente superior aos que seriam obtidos por ensaios estáticos pela decorrência do fato de mobilizar integralmente suas propriedades físicas e mecânicas espaciais Aspectos Experimentais Modal Exciters and Hammers Transducers Data Acquisition Hardware Measurement Software Analysis Software TestFEA Int Software Cadeia de medição Aspectos Experimentais