Se está a ler este artigo, provavelmente está interessado em realizar uma análise dinâmica no RFEM 6. Se já está familiarizado com o programa, deve saber que estão disponíveis vários módulos, dependendo da finalidade da análise. De qualquer forma, o módulo Análise modal é o que não pode ficar de fora, pois realiza a análise de vibração natural para modelos de barras, superfícies e sólidos e, portanto, é um pré-requisito para todos os outros módulos de análise dinâmica.
O módulo pode ser utilizado para determinar e analisar parâmetros de vibração naturais, tais como frequências naturais, formas próprias, massas modais e fatores de massa modal efetivos. Todos os valores de entrada necessários são importados diretamente do RFEM/RSTAB. Os resultados deste módulo podem ser utilizados para análises de vibrações e para outras análises dinâmicas (por exemplo, carregamento através de um espectro de resposta).
Este texto foca-se num dos aspetos acima mencionados; nomeadamente, a determinação das formas próprias. Mostra como ajustar as configurações da análise modal e como escolher entre os diferentes métodos para determinar o número de formas próprias. Para este efeito, é utilizado o modelo da Figura 1.
Configuração de análise modal
A entrada de dados para a análise modal é realizada na janela Casos de carga e combinações, conforme apresentado na Figura 2. Tenha em atenção que isto só é possível se o módulo Análise modal for ativado nos "Dados gerais". O primeiro passo é criar um caso de carga com Análise modal como tipo de análise e importar massas diretamente dos casos de carga ou combinações de carga desejados. De seguida, as configurações da análise modal podem ser definidas na janela Configurações da análise modal. Aí, poderá definir os parâmetros para a matriz de massas e o método dos valores próprios, conforme poderá ver mais tarde. Este texto mostrará a diferença entre os três métodos disponíveis para determinar o número de modos próprios a serem considerados.
Opção 1: número definido pelo utilizador de formas a serem determinadas
A primeira opção é especificar manualmente o número de formas próprias a serem calculadas (Figura 3). O número de formas próprias disponíveis depende do grau de liberdade, isto é, do número de pontos de massa livres multiplicado pelo número de direções nas quais as massas atuam). É possível definir até 9999 formas próprias no programa. Neste exemplo, o número dos modos próprios mais pequenos a serem calculados é definido manualmente como 12. Desta forma, os parâmetros do modo próprio para 12 formas próprias são calculados e os resultados são apresentados como apresentado na Figura 4. O navegador de resultados pode ser utilizado para navegar pelos modos individuais.
Opção 2: Determinação automática do número de formas para atingir os fatores de massa modal efetiva
O programa pode agora determinar automaticamente quantos valores próprios precisam de ser calculados para atingir um determinado valor do fator de massa modal efetivo. Este valor pode ser personalizado nas configurações, conforme apresentado na Figura 5. Neste exemplo, o valor está definido como 90%. Tenha em atenção, que esta opção apenas está disponível em combinação com o método "Raiz de um polinomial característico" como método para resolver o problema de valores próprios.
Desta forma, o programa calcula todos os valores próprios até que a percentagem da massa modal efetiva nas duas direções horizontais (isto é, X e Y) seja superior a 90% (ou seja, o valor que foi definido para a equação modal efetiva factor de massa) da massa total. Neste exemplo, pode ver na tabela de resultados na Figura 6 que são necessários 10 modos para cumprir este requisito. Se verificar os fatores de massa modal efetivos, verifica que as somas de fmeX e fmeY são superiores a 90%.
Opção 3: Determinação automática do número de formas para atingir a frequência natural máxima
A terceira opção para determinar o número de modos a ser considerado é "Automático, para atingir a frequência natural máxima" (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. Tal como na segunda opção, o programa determinará quantos modos forem necessários até ser atingida a frequência natural especificada (Figura 8).
Notas finais
Estão disponíveis três métodos para determinar o número de formas na análise modal. A primeira é especificar manualmente o número de formas próprias a serem calculadas. Tenha em atenção que este número deve ser determinado com cuidado. Para isso, é útil primeiro analisar as formas próprias mais pequenas do modelo e estimar a importância de cada forma própria utilizando os fatores de massa modal efetivos. Ao contrário desta opção, com a segunda e terceira opções é possível deixar o programa determinar automaticamente o número de modos próprios a serem considerados com base em determinados valores de parâmetros a serem alcançados. Uma opção é especificar um valor para o fator de massa modal efetivo, enquanto a outra é especificar um valor para a frequência natural máxima a ser alcançada. Nos dois casos, o programa calcula todos os valores próprios até ser alcançado o valor especificado (do fator de massa modal efetiva ou da frequência natural máxima, dependendo da opção selecionada).
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