Dinámica estructural

Dinâmica estrutural

Todas as estruturas, grandes e pequenas, estão sujeitas a forças físicas que afetam o seu desempenho. Desde as pás de uma turbina eólica que vibram às ventanias em alto mar até uma estrutura de engenharia civil que se distorce sob o tráfego de pedestres, essas forças testam a integridade das estruturas. Apesar das estruturas precisarem ser resistentes e suficientemente rígidas, pode ser desnecessário e caro realizar a engenharia excessiva das mesmas, especialmente quando existe a questão do peso. Além disso, algumas estruturas, tais como coxins de motor, não devem ser demasiadamente rígidas. Elas devem absorver as vibrações para maximizar o conforto. Entender como as estruturas se comportam na prática é o que permite aos engenheiros otimizarem os seus projetos, monitorarem a integridade estrutural e maximizar o desempenho.

Caracterização estrutural

Para entender o comportamento de uma estrutura, precisamos analisar a maneira pela qual ela reage às forças. Ao excitar a estrutura com um martelo ou shaker e medir sua resposta com acelerômetros, é possível caracterizar seus modos e frequências ressonantes naturais. Algumas técnicas, tais como a análise modal operacional (OMA) e a análise de forma de deflexão operacional (ODS) funcionam enquanto a estrutura encontra-se em operação, permitindo-lhe ter uma ideia realista sem precisar excitar artificialmente a estrutura.

Importação de modelos de design de elementos finitos

Devido ao fato de as estruturas frequentemente serem projetadas utilizando-se modelos de elementos finitos (EF), é bastante útil a capacidade de interagir perfeitamente com elas. A importação de modelos de design detalhados de elementos finitos lhe permite criar modelos de teste mais simples e que são altamente precisos. Isso lhe ajuda a colocar os acelerômetros nos melhores lugares, para obter os melhores resultados. Os programas de modelagem de EF preveem e simulam o comportamento estrutural de um produto, mas precisam de comparações com dados reais a fim de validá-lo. A capacidade de reimportar com facilidade os dados de teste aos modelo de elementos finitos é uma etapa essencial dos testes estruturais.

Em análise modal operacional (OMA), apenas o resultado de uma estrutura é medido, utilizando-se as forças ambientais e operacionais como base. A OMA é usada no lugar da análise modal clássica para realizar a identificação modal precisa sob condições reais de funcionamento, bem como em situações nas quais é difícil ou impossível excitar artificialmente a estrutura. Muitas estruturas mecânicas e de engenharia civil são difíceis de ser excitadas artificialmente, devido ao seu tamanho físico, formato ou localização. As estruturas de engenharia civil também estão sujeitas às cargas de forças ambientais, tais como ondas contra estruturas em alto mar, o vento nos edifícios e o tráfego nas pontes, enquanto as estruturas mecânicas, tais como aeronaves, veículos, navios e máquinas exibem vibrações autogeradas durante sua operação. Em OMA, tais forças, que produziriam resultados incorretos na análise modal clássica, são aproveitadas como forças contribuidoras. Visto que a OMA pode ser realizada in situ durante o funcionamento normal, o tempo de preparação é reduzido e as paralisações podem ser eliminadas.

Sugestão de sistema

Operating deflection shapes analysis system overview

Para um sistema de teste e análise modal operado em PULSE integrado e fácil de usar, use o software PULSE Modal Test Consultant™ no caso de aquisição de dados promovida por geometria e, então transfira os dados ao software de Análise Modal Operacional para análise e validação. Para obter a solução ideal, você pode selecionar a cadeira de medição completa da Brüel & Kjær, que inclui acelerômetros, martelos de impacto, transdutores de força, sistemas de excitação modal, hardware de aquisição de dados LAN-XI e software de pós-processamento.

Os sistemas de OMA da Brüel & Kjær podem ser expandidos, o que facilita a modernização de hardware e software. O software encontra-se disponível em três versões – Light, Standard e Pro, cuja diferença está no número de técnicas que cada uma delas oferece.

Na análise modal clássica, um modelo do comportamento dinâmico da estrutura é obtido pelo excitamento da estrutura com forças mensuráveis e determinação da razão entre resposta/excitação.

A análise modal clássica varia desde simples testes de mobilidade com martelos de impacto até testes de grandes estruturas utilizando-se múltiplos shakers. Os resultados são usados em uma ampla variedade de aplicações, incluindo a identificação e diagnóstico de problemas, avaliações comparativas, estudos de simulação e otimização do design.

As nossas soluções de análise modal lhe guiam por todo o processo de instalação, medição e análise em passos simples e intuitivos, bem como lhe proporcionam resultados precisos e confiáveis mesmo nas situações mais exigentes, através de um conjunto dos melhores calculadores de parâmetros e ferramentas de validação existentes no mercado. Nossas soluções também podem ser expandidas, para que possam crescer com os seus requisitos.

Sugestão de sistema

Classical modal analysis system overview

As nossas soluções de análise modal abrangem toda a cadeira de medição e análise, incluindo acelerômetros e transdutores de força, martelos de impacto, sistemas de excitação modal, hardware de aquisição de dados LAN-XI e o software BK Connect para a medição, análise e correlação.

A análise de forma de deflexão operacional (ODS) é uma aplicação bastante versátil para determinar os padrões de vibração de máquinas e estruturas sob várias condições de funcionamento. Os padrões de vibração são mostrados como modelos geométricos animados da estrutura, que exibem uma combinação da função de força que age sobre a estrutura e as propriedades dinâmicas da mesma.

A função de força depende das condições de funcionamento as quais, no caso de máquinas, podem ser influenciadas por fatores tais como a velocidade angular do motor, carga, pressão, temperatura e fluxo. No caso de estruturas de engenharia civil, as forças ambientais do vento, das ondas e do tráfego também podem se aplicar. A análise ODS pode ser divida em três tipos – ODS de tempo, ODS espectral e ODS de aceleramento/desaceleramento.

Os sistemas expansíveis de ODS da Brüel & Kjær oferecem orientação completa durante toda a instalação, medição, validação e animação de cada tipo de ODS, além de permitirem a análise em tempo real ou durante o pós-processamento dos históricos de tempo.

Sugestão de sistema

Operational modal analysis system overview

O Operating Deflection Shapes Test Consultant™ (ODSTC) integra a plataforma multi-analisadora PULSE em uma solução de teste completa e aprimorada, que também inclui transdutores e acessórios.

A simulação virtual acelerou dramaticamente o processo de desenvolvimento geral das aeronaves. No entanto, os testes físicos continuam sendo um contribuidor fundamental à validação de modelos e à compreensão das características estruturais de novos materiais e processos de fabricação. Os testes de vibração em solo (GVT) de aeronaves é um método econômico de determinar os parâmetros modais e os formatos de modo de uma estrutura, sendo tipicamente executados bem tarde no processo de desenvolvimento. O resultado é usado para atualizar o modelo analítico da aeronave e para prever a velocidade crítica da instabilidade lateral. Em seguida, ele é usado como base para o teste de instabilidade lateral da aeronave para obter a sua certificação de aeronavegabilidade e detectar defeitos estruturais, bem como para identificar problemas na dinâmica de controle do voo.
 
O GVT é obrigatório para novas aeronaves e para aeronaves já existentes que passam por modificações.
 
Sugestão de sistema

Ground vibration testing system overview

Um típico sistema de GVT consiste de shakers para excitação,acelerômetros concebidos para análise estrutural e hardware de aquisição de dados LAN-XI. O pós-processamento é realizado pelo software de análise modal PULSE Reflex. De acordo com um modelo de Elementos Finitos (EF) do objeto de teste, a geometria do modelo do teste é definida. O modelo de elementos finitos (EF) também oferece a base para uma análise de pré teste, para definir a excitação e os GDL (graus de liberdade) da resposta, bem como os modos-alvo.

Dependendo do tamanho do objeto de teste, este sistema pode ser expandido e, especialmente no caso de grandes objetos, o hardware de aquisição de dados LAN-XI pode ser distribuído, a fim de minimizar a instalação de cabos.  

A integração entre o teste e a Análise por Elementos Finitos (FEA) é uma disciplina fundamental em análise estrutural. A integração de testes e FEA ajuda a reduzir os custos com desenvolvimento e a quantidade de protótipos físicos, bem como encurta o tempo gasto desde a concepção até a produção – tudo isso ao otimizar as estratégicas para testar estruturas e ao melhorar o desenvolvimento dos modelos de elementos finitos (EF). Ao utilizar os modelos de elementos finitos, você pode otimizar precocemente os seus testes estruturais em um projeto e, então, aprimorar tais modelos EF utilizando melhores resultados de teste.

O PULSE Reflex oferece ferramentas poderosas para se obter maior confiança nos resultados de testes e simulações, bem como para melhorar as habilidades essenciais de julgamento da engenharia, o que beneficia os engenheiros de teste, analistas e gestores.

Sugestão de sistema

Test-FEA integration system overview

O PULSE Reflex oferece uma única plataforma para realizar medições estruturais para correlação de modelos de elementos finitos.

Os modelo de elementos finitos podem ser importados dos principais programas de FEA, tais como Nastran® (MSC, NX, NEi), ANSYS® e ABAQUS® para a Análise Modal PULSE Reflex, a fim de realizar o planejamento (análise de pré-teste) e a validação dos testes.

A Análise de Correlação PULSE Reflex permite realizar análises completas de correlação de dois modelos modais, a fim de identificar deficiências em testes modais e quaisquer áreas de qualidade de modelagem insuficiente em modelo de elementos finitos.

Preencha o formulário e nós entraremos em contato com você o mais breve possível. Se você precisar de suporte técnico, por favor use o formulário de solicitação de suporte dedicado.
Use this property to display a short description or any instructions, notes, or guidelines that the visitor should read when filling out the form. This will appear directly below the content of the form.