Structural dynamics

Dinâmica Estrutural

Todas as estruturas estão sujeitas a forças físicas que afetam o seu desempenho. Elas devem ser suficientemente resistentes sem a necessidade de uma dispendiosa super engenharia.

Todas as estruturas, grandes e pequenas, estão sujeitas a forças físicas que afetam o seu desempenho. Desde uma pá de turbina eólica vibrando em um vendaval offshore, uma aeronave passando por turbulência durante o vôo até máquinas expostas a vibrações auto-geradas, estas forças testam a integridade das estruturas. No entanto, embora as estruturas devam ser resilientes e rígidas, uma engenharia excessiva pode ser desnecessária e dispendiosa; especialmente quando o peso é um problema. E algumas estruturas, tais como suportes de motor, não devem ser demasiado rígidas. Elas devem absorver vibrações para maximizar o conforto. Entender como as estruturas se comportam em serviço permite aos engenheiros otimizar seus projetos, monitorar a integridade estrutural e maximizar o desempenho.

Caracterização estrutural

Dinâmica estrutural trata-se da caracterização das propriedades estruturais e o comportamento das estruturas. As propriedades estruturais são expressas num conjunto de parâmetros modais, cada um consistindo numa forma de modo com uma frequência (ressonância) natural 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 que na análise modal operacional, é usada a excitação natural. Em ambos os casos, a resposta é tipicamente 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 utilizando técnicas como a análise das formas de deflexão operacional (ODS) para determinar os padrões de vibração das estruturas sob várias condições operacionais ou utilizando a monitoração permanente da saúde estrutural (SHM) para seguir continuamente o estado estrutural e determinar a gestão da saúde necessária da estrutura.

Ensaio de integração e simulação

Estruturas são frequentemente projetadas usando modelos de elementos finitos (FE), e seus modelos geométricos e previsões de resultados são muito úteis para otimizar os testes. A importação de modelos FE detalhados não só lhe permite criar modelos de teste mais simples e altamente precisos, mas também o ajuda a definir a excitação e resposta ótima DOFs para obter os melhores resultados de teste possíveis. As previsões FE podem ser correlacionadas com os resultados do teste, e os dados do teste podem ser importados de volta para as ferramentas de simulação para atualizar os modelos FE.

Webinar gravado: Introduction to Structural Dynamics Measurements and Analysis >

Introduction to Structural Dynamics Measurements and Analysis

The webinar will:

  • Describe what structural dynamics measurements and analysis is, why it is important to perform it and how it is typically done;
  • Explain the difference between testing and simulation and how the combined use can be beneficial;
  • Explain the difference between signal analysis and system analysis;
  • Give an overview of the most frequently used applications;
  • Highlight important trends in structural dynamics.

Speaker:
Niels-Jørgen Jacobsen
Product Manager - Structural Dynamics Solutions

Contact: 
niels-jorgen.jacobsen@hbkworld.com