Qualquer estrutura possui uma forma própria de vibrar, uma vibração natural da estrutura que é registrada numa determinada frequência de vibração. Em outras palavras, chamamos esse fenômeno de frequência natural de uma estrutura e, em termos técnicos, refere-se à frequência na qual a estrutura oscila naturalmente sem qualquer força externa. Mas por que é importante calcular as frequências naturais?
Na Engenharia, as frequências naturais são importantes no projeto e análise de estruturas como edifícios, pontes, aeronaves e equipamentos industriais para identificar possíveis frequência ressonantes e evitar amplificações elevadas.
Elementos finitos para cálculo de frequência natural
Sabemos que, para uma estrutura, existem inúmeras frequências naturais e modos de vibrar. Em outras palavras, os engenheiros utilizam software de elementos finitos para identificar quais os valores da frequência natural para cada modo de vibrar da estrutura.
Beleza! Estou desenvolvendo um projeto de uma estrutura em que a frequência natural do primeiro modo de vibrar é 50 Hz, mas o que isso significa? Caso um motor precise trabalhar numa frequência de 50Hz, a minha estrutura entrará em ressonância e os deslocamentos serão amplificados!
Portanto, conhecendo as frequências naturais da minha estrutura, consigo fazer as modificações geométricas necessárias para que não aconteça o fenômeno de ressonância e a estrutura apresente vibrações excessivas ou apresente o colapso! Outra alternativa, se houver, seria mudar a frequência do motor (frequência de excitação do sistema).
Mas como posso alterar a frequência natural de minha estrutura? É muito bem conhecido que a frequência natural depende de 2 fatores: rigidez e massa. Isso significa que, para alterarmos a frequência natural de uma estrutura, podemos alterar o material para modificar a massa da estrutura, modificar as fixações da estrutura, modificar espessuras, ou até mesmo remodelar partes da estrutura a fim de modificar a rigidez da mesma.
Como calcular frequências naturais?
Mas como realizar estes cálculos? O SOLIDWORKS Simulation é um software de elementos finitos integrado ao SOLIDWORKS que tem a capacidade de calcular as frequências naturais da estrutura, os diferentes modos de vibrar e, ainda, a participação de massa de cada forma modal.
Nós da MechWorks preparamos um vídeo simples para que você aprenda a desenvolver um estudo de frequência dentro da ferramenta SOLIDWORKS Simulation e conheça os recursos disponíveis para análise modal, bem como a interpretação desses resultados.
É só dar play no vídeo abaixo e conferir:
Mas não fique pensando que paramos por aí! Toda semana vamos preparar vídeos novos para você ir aprimorando ainda mais os seus conhecimentos na ferramenta. Serão conteúdos referentes à flambagem, análise térmica, estudo de projeto de vaso de pressão e teste de queda que irão compor uma playlist no nosso canal do YouTube. Aproveita e já se inscreve para ficar por dentro dos nossos conteúdos!
O objetivo aqui é ensinar você a realizar simulações mais avançadas e tirar proveito do software para desenvolver seus projetos com ainda mais confiança usando metodologia computacional de elementos finitos. Tudo isso em vídeos simples e curtos! Gostaria de saber mais sobre as capacidades do SOLIDWORKS Simulation e como ele pode auxiliar no desenvolvimento de seus produtos? Entre em contato com nossos especialistas técnicos pelo e-mail contato@mechworks.com.br. Vamos ter o prazer de ajudar você a superar seus desafios!
