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SkyCiv Estructural 3D

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Análisis de frecuencia dinámica

Calcule las frecuencias naturales de su estructura en Structural 3D

Análisis de frecuencia dinámica, o análisis modal, es necesario para determinar las frecuencias naturales (o frecuencias resonantes) de una estructura para predecir su máxima respuesta. Cuando una carga de vibración aplicada a la estructura coincide con la frecuencia natural, puede ser peligroso y conducir a la destrucción del sistema.

Entrada

Los usuarios pueden agregar masas nodales fácilmente, simplemente convirtiendo sus cargas estáticas existentes en masas nodales. SkyCiv Structural 3D calculará automáticamente las masas nodales (basado en sus grupos de carga) y aplicarlos a la estructura, para que su modelo pueda analizarse en busca de efectos de frecuencia dinámica. Para comenzar, hacer clic Masas nodales desde el menú de la izquierda. Los usuarios pueden convertir masas nodales de cargas existentes. A continuación, se muestra un ejemplo de cuando un usuario hace clic Convertir cargas bajo la Masas nodales aporte:

masas modales en el software de análisis estructural 3d skyciv

Esto permite a los usuarios agregar grupos de carga y convertirlos en masas modales., dando al usuario un control total de las cargas que se incluyen, con controles para direcciones y factores de masa.

Los usuarios también pueden especificar sus propias masas nodales en cualquier nodo ingresando en la X,Y,Valores de masa de traslación y rotación Z:

análisis de frecuencia de entrada estructural 3d

Análisis de frecuencia dinámica

El análisis de frecuencia dinámica SkyCiv calcula las frecuencias propias más bajas de la estructura, resolviendo la siguiente ecuación de valor propio. En un análisis estático, asumimos que el sistema no depende del tiempo. En análisis dinámico, hay una dependencia del tiempo.

Durante el análisis de frecuencia dinámica, estamos resolviendo las formas y frecuencias de modo bajo vibración.. Concretamente resolvemos la frecuencia vibratoria (ciclos por segundo) y período (el tiempo necesario para completar un ciclo) para cada modo de forma de la estructura.

La siguiente fórmula representa los cálculos realizados por Structural 3D durante un análisis de frecuencia:

[M][U¨]+[K][U]=[0][M][U¨]+[K][U]=[0]

[M] = Matriz de masas,
[U] = aceleración
[U¨] es la doble derivada del desplazamiento con respecto al tiempo,
[K] es la matriz de rigidez de la estructura.

aquí, la ecuación no se resuelve, sino que se reduce a un problema general de valores propios. Dónde λλ = valores propios

[M][U]λ+[K][U]=[0][M][U]λ +[K][U]=[0]

Los valores propios resultantes son las frecuencias de la estructura, mientras que los vectores propios son las formas modales.. Una frecuencia o modo más bajo significa menos ciclos por segundo y, por lo tanto, una oscilación más lenta.

Visualización de resultados

Una vez que se completa el análisis de frecuencia dinámica, los usuarios pueden revisar los resultados de formas de modo múltiple. Simplemente seleccione la forma del modo, y la estructura se animará para mostrar la forma del modo. Los usuarios también pueden revisar los valores de frecuencia y período para todos los modos de la estructura.. A continuación, se muestra un ejemplo de la animación y los resultados.:

Resultados del análisis de frecuencia dinámica calculados en el software de análisis estructural skyciv

Los usuarios también reciben un conjunto tabulado de resultados para cada modo., incluyendo la frecuencia natural y el período. Entonces, por ejemplo, en el modelo anterior tenemos la frecuencia y el período de cada resultado (nota por simplicidad, solo el primero 10 se generaron modos – esto se puede controlar bajo Configuraciones):
resultados de análisis de frecuencia dinámica en modos de software de análisis estructural puente final

Adicionalmente, los resultados modales de participación masiva de una estructura, y sus modos se pueden revisar haciendo clic en el Participación masiva lengüeta. El factor de participación de masa representa la cantidad de masa asociada con la frecuencia específica o el modo de vibración.. Básicamente, permite al usuario ver qué parte de la masa de la estructura está excitada con el modo dado.. De esta manera, brinda información sobre la respuesta de la estructura.: cuanto mayor sea el factor de participación masiva, cuanto mayor sea su importancia para la respuesta general.

resultados de análisis de frecuencia dinámica en software de análisis estructural puente de participación masiva

En la animación de muestra anterior (la estructura del puente), puede ver que el puente se mueve / vibra SÓLO a lo largo de las direcciones xey para este modo (Modo 2), entonces de eso, obtenemos 0 factores de participación dentro de la dirección z (oblicuo). Cuando se trata de factores de participación masiva relativamente pequeños, El usuario siempre debe ejercer su juicio técnico y analizar los efectos de estos modos de vibración.. La mayoría de los códigos de construcción requieren al menos 90% participación masiva acumulada para análisis.

 

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