Se stai leggendo questo articolo, molto probabilmente sei interessato a eseguire un'analisi dinamica in RFEM 6. Se hai già familiarità con il programma, potresti sapere che sono disponibili diversi add-on a seconda dello scopo dell'analisi. In ogni caso, l'add-on Analisi modale è quello che non puoi tralasciare, poiché esegue l'analisi delle vibrazioni naturali per modelli di aste, superfici e solidi, ed è quindi un prerequisito per tutti gli altri add-on dinamici.
L'add-on può essere utilizzato per determinare e analizzare i parametri di vibrazione naturale come frequenze naturali, forme modali, masse modali e coefficienti di massa modale efficace. Tutti i valori di input richiesti sono importati direttamente dal programma principale RFEM/RSTAB. I risultati di questo add-on possono essere ulteriormente utilizzati per la verifica delle vibrazioni e un'ulteriore analisi dinamica (ad esempio, il carico di uno spettro di risposta).
Questo testo si concentra su uno degli aspetti di cui sopra; vale a dire, la determinazione delle forme modali. Ti mostra come regolare le impostazioni dell'analisi modale e come scegliere tra i diversi metodi per determinare il numero di automodi. A tale scopo, viene utilizzato il modello nell'immagine 1.
Impostazioni dell'analisi modale
L'immissione dei dati per l'analisi modale viene eseguita nella finestra Casi e combinazioni di carico, come mostrato nell'immagine 2. Si noti che questo è possibile solo se l'add-on Analisi modale è attivato in anticipo nei "Dati di base". Il primo passo è creare un caso di carico con Analisi modale come tipo di analisi e importare le masse direttamente dai casi di carico o dalle combinazioni di carico desiderati. Quindi le impostazioni dell'analisi modale possono essere ulteriormente definite nella finestra Impostazioni analisi modale. Lì, è possibile definire i parametri per la matrice di massa e il metodo degli autovalori, come vedremo più avanti. Questo testo ti mostrerà la differenza tra i tre metodi disponibili per determinare il numero di automodi da considerare.
Opzione 1: numero di modi definito dall'utente da determinare
La prima opzione è specificare manualmente il numero di automodi da calcolare (Figura 3). Il numero di automodi disponibili dipende dal grado di libertà (cioè dal numero di punti di massa liberi moltiplicato per il numero di direzioni in cui agiscono le masse). Nel programma è possibile definire fino a 9.999 forme modali. In questo esempio, il numero degli automodi più piccoli da calcolare è impostato manualmente su 12. In questo modo, vengono calcolati i parametri degli automodi per 12 modi propri e i risultati vengono visualizzati come mostrato nell'immagine 4. Il navigatore Risultati può essere utilizzato per navigare tra le singole modalità.
Opzione 2: determinazione automatica del numero di modi per raggiungere i coefficienti di massa modale efficaci
Il programma può ora determinare automaticamente quanti autovalori devono essere calcolati per raggiungere un certo valore del coefficiente di massa modale efficace. Questo valore può essere personalizzato nelle impostazioni, come mostrato nell'immagine 5. In questo esempio, il valore è impostato su 90%. Si noti, tuttavia, che questa opzione è disponibile solo in combinazione con la "Radice di un polinomio caratteristico" come metodo per risolvere il problema degli autovalori.
In questo modo, il programma calcola tutti gli autovalori fino a quando la percentuale delle masse modali efficaci in entrambe le direzioni orizzontali (cioè X e Y) è maggiore del 90% (o in altre parole, il valore che è stato impostato per il modale efficace coefficiente di massa) della massa totale. In questo esempio, puoi vedere nella tabella dei risultati nell'immagine 6 che sono necessarie 10 modalità per soddisfare questo requisito. Se si controllano i coefficienti di massa modale efficaci, si può vedere che le somme di entrambi fmeX e fmeY sono maggiori del 90%.
Opzione 3: determinazione automatica del numero di modi per raggiungere la frequenza naturale massima
La terza opzione per determinare il numero di modalità da considerare è "Automatica, per raggiungere la frequenza naturale massima" (Figura 7). Compared to the previous option, where you were asked to enter a value for the effective modal mass factor, you can now enter a value for the maximum natural frequency to be reached. Analogamente alla seconda opzione, il programma determinerà tutte le modalità necessarie fino al raggiungimento della frequenza naturale specificata (Figura 8).
Conclusioni
Sono disponibili tre metodi per determinare il numero di modi nell'analisi modale. Il primo è specificare manualmente il numero di forme modali da calcolare. Si noti che è necessario determinare questo numero con attenzione. Per fare ciò, è utile prima analizzare le forme modali più piccole del modello e stimare l'importanza di ciascuna forma modale utilizzando i coefficienti di massa modale efficace. A differenza di questa opzione, la seconda e la terza opzione consentono al programma di determinare automaticamente il numero di modi propri da considerare, in base a determinati valori dei parametri da raggiungere. Un'opzione è specificare un valore per il coefficiente di massa modale efficace, mentre l'altra è specificare un valore per la frequenza naturale massima da raggiungere. In entrambi i casi, il programma calcola tutti gli autovalori fino al raggiungimento del valore specificato (del coefficiente di massa modale efficace o della frequenza naturale massima, a seconda dell'opzione selezionata).
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