Structural Dynamics

Dinâmica Estrutural

A dinâmica estrutural lida com a caracterização de propriedades estruturais. Todas as estruturas estão sujeitas a forças físicas que afetam seu desempenho. De uma lâmina de turbina eólica vibrando em um vendaval offshore, uma aeronave experimentando turbulência durante um voo para máquinas expostas a vibrações geradas automaticamente, essas forças testam a integridade das estruturas.

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No entanto, embora as estruturas devam ser resistentes e rígidas, o excesso de engenharia pode ser desnecessário e caro - especialmente quando o peso é um problema. E algumas estruturas, como montagens de motores, não devem ser muito rígidas. Eles devem absorver a vibração para maximizar o conforto. 

Introdução a Dinâmica Estrutural

A compreensão de como as estruturas se comportam em serviço permite que os engenheiros otimizem seus projetos, monitorem a integridade estrutural e maximizem o desempenho. Estes artigos destinam-se a:

  • Descreva o que é a medição e análise da dinâmica estrutural, por que é importante executá-lo e como é normalmente feito;
  • Explique a diferença entre teste e simulação e como o uso combinado pode ser benéfico;
  • Explique a diferença entre análise de sinal e análise de sistema;
  • Dê uma visão geral dos aplicativos mais usados;
  • Destacar tendências importantes na dinâmica estrutural.

Caracterização Estrutural

A dinâmica estrutural trata da caracterização das propriedades estruturais e do comportamento das estruturas. As propriedades estruturais são expressas em um conjunto de parâmetros modais, cada um consistindo na forma do modo com uma frequência natural (ressonância) associada e um valor de amortecimento. Os parâmetros modais são derivados de um modelo matemático que descreve a relação entre as entradas e saídas e podem ser obtidos usando a análise modal clássica ou a análise modal operacional (OMA).

Na análise modal clássica, a estrutura é excitada usando martelos de impacto ou excitadores modais (agitadores modais), enquanto, na análise modal operacional, é utilizada excitação natural. Nos dois casos, a resposta é normalmente medida usando acelerômetros.

Determinar como os choques afetam uma estrutura é um tipo especial de caracterização estrutural. Para este fim, é utilizado o espectro de resposta ao choque (SRS) calculado a partir de transientes no domínio do tempo.

O comportamento estrutural é observado usando técnicas como a análise de formas de deflexão operacional (ODS) para determinar os padrões de vibração das estruturas sob várias condições operacionais ou usando o monitoramento de integridade estrutural permanente (SHM) para seguir o estado estrutural continuamente e determinar o gerenciamento de integridade necessário da estrutura.

Integrando Teste e Simulação

As estruturas são geralmente projetadas usando modelos de elementos finitos (FE), e seus modelos de geometria e previsões de resultados são muito úteis para otimizar os testes.

A importação de modelos detalhados de FE não apenas permite criar modelos de teste mais simples e altamente precisos, mas também ajuda a definir DOFs de excitação e resposta ideais para obter os melhores resultados de teste possíveis. As previsões de FE podem ser correlacionadas com os resultados do teste e os dados de teste podem ser importados de volta para as ferramentas de simulação para atualizar os modelos de FE.

 

STRUCTURAL DYNAMICS 

NIELS JØRGEN JACOBSEN Niels-Jørgen Jacobsen

With degrees from the Technical University of Denmark and Copenhagen Business School, Niels-Jørgen has published numerous technical papers and articles on structural dynamics.