Si está leyendo este artículo, lo más probable es que esté interesado en realizar un análisis dinámico en RFEM 6. Si ya está familiarizado con el programa, es posible que sepa que hay varios complementos disponibles para usted según el propósito del análisis. En cualquier caso, el complemento Análisis modal es el que no puede dejar pasar, ya que realiza el análisis de vibraciones naturales para modelos de barras, superficies y sólidos y, por lo tanto, es un requisito previo para todos los demás complementos dinámicos.
El complemento se puede utilizar para determinar y analizar los parámetros de vibración naturales, como las frecuencias naturales, las deformadas de los modos, las masas modales y los factores de masa modales eficaces. Todos los valores de entrada necesarios se importan directamente desde RFEM/RSTAB. Los resultados de este complemento se pueden usar para el cálculo de vibraciones y análisis dinámicos adicionales (por ejemplo, carga por un espectro de respuesta).
Este texto se centra en uno de los aspectos anteriores; es decir, la determinación de las deformadas de los modos. Le muestra cómo ajustar la configuración del análisis modal y cómo elegir entre los diferentes métodos para determinar el número de modos de vibración. Para este propósito, se utiliza el modelo en la Imagen 1.
Configuración del análisis modal
La entrada de datos para el análisis modal se realiza en la ventana Casos de carga y combinaciones, como se muestra en la Imagen 2. Tenga en cuenta que esto solo es posible si el complemento Análisis modal está activado de antemano en los "Datos básicos". El primer paso es crear un caso de carga con el análisis modal como tipo de análisis e importar las masas directamente desde los casos de carga o combinaciones de carga deseados. Luego, la configuración del análisis modal se puede definir aún más en la ventana Configuración del análisis modal. Allí, puede definir parámetros para la matriz de masas y el método de los valores propios, como verá más adelante. El presente texto le mostrará la diferencia entre los tres métodos disponibles para determinar el número de modos propios a considerar.
Opción 1: Número de modos definido por el usuario a determinar
La primera opción es especificar manualmente el número de modos de vibración a calcular (Imagen 3). El número de modos de vibración disponibles depende del grado de libertad (es decir, el número de puntos de masa libre multiplicado por el número de direcciones en las que actúan las masas). Es posible definir hasta 9.999 deformadas de modos en el programa. En este ejemplo, el número de los modos de vibración más pequeños que se van a calcular se establece manualmente en 12. De esta manera, se calculan los parámetros del modo de vibración para 12 modos y los resultados se muestran como se muestra en la Imagen 4. El navegador Resultados se puede usar para navegar a través de los modos individuales.
Opción 2: Determinación automática del número de modos para alcanzar los factores de masa modal eficaces
El programa ahora puede determinar automáticamente cuántos valores propios se deben calcular para alcanzar un cierto valor del factor de masa modal eficaz. Este valor se puede personalizar en la configuración, como se muestra en la Imagen 5. En este ejemplo, el valor se establece en 90%. Sin embargo, tenga en cuenta que esta opción solo está disponible en combinación con la "Raíz de un polinomio característico" como método para resolver el problema de los valores propios.
De esta forma, el programa calcula todos los valores propios hasta que el porcentaje de masas modales eficaces en ambas direcciones horizontales (es decir, X e Y) sea mayor que el 90% (o en otras palabras, el valor que se ha establecido para el factor de masa modal eficaz) de la masa total. En este ejemplo, puede ver en la tabla de resultados en la imagen 6 que se requieren 10 modos para cumplir con este requisito. Si comprueba los factores de masa modal eficaz, puede ver que las sumas de fmeX y fmeY son superiores al 90%.
Opción 3: Determinación automática del número de modos para alcanzar la frecuencia natural máxima
La tercera opción para determinar el número de modos a considerar es "Automático, para alcanzar la frecuencia natural máxima" (Imagen 7). En comparación con la opción anterior, donde se le solicitaba introducir un valor para el factor de masa modal eficaz, ahora puede introducir un valor para alcanzar la frecuencia natural máxima. De manera similar a la segunda opción, el programa determinará tantos modos como sea necesario hasta que se alcance la frecuencia natural especificada (Imagen 8).
Conclusiones
Hay tres métodos disponibles para determinar el número de modos en el análisis modal. El primero es especificar manualmente el número de deformadas de los modos que se van a calcular. Tenga en cuenta que debería determinar este número con cuidado. Para hacer esto, es útil analizar primero las deformadas de los modos más pequeñas del modelo y estimar la importancia de cada deformada de modo, utilizando los factores de masa modales eficaces. A diferencia de esta opción, las opciones segunda y tercera le permiten dejar que el programa determine automáticamente el número de modos de vibración a considerar, basándose en ciertos valores de parámetros que se deben alcanzar. Una opción es especificar un valor para el factor de masa modal eficaz, mientras que la otra es especificar un valor para la frecuencia natural máxima a alcanzar. En ambos casos, el programa calcula todos los valores propios hasta que se alcance el valor especificado (del factor de masa modal eficaz o la frecuencia natural máxima, dependiendo de la opción seleccionada).
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