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VIBRAÇÕES: AS FREQUÊNCIAS NATURAIS ESTIMADA E EXPERIMENTAL DE UMA ESTRUTURA

VIBRATIONS: NATURAL FREQUENCIES OF A FRAME ESTIMATED ANALYTICALLY AND EXPERIMENTAL

Bolina, C.C.; Palechor, E. U. L.; Vásquez, M. P. R.;

Artigo Completo:

Nas últimas décadas a engenharia estrutural tem registrado diversos casos de problemas de vibrações em estruturas sob a ação de carregamentos dinâmicos. A análise dinâmica pode ser caracterizada através de três propriedades fundamentais: os modos naturais de vibração, os fatores de amortecimento, e as frequências naturais da estrutura. A análise modal é o processo constituído de técnicas teóricas e experimentais que possibilitam a construção de um modelo matemático representativo do comportamento dinâmico do sistema em estudo, a fim de determinar os seus parâmetros modais. As frequências naturais indicam a taxa de oscilação livre da estrutura, depois de cessada à força que provocou o seu movimento. Em palavras similares, representa o quanto à estrutura vibra quando não há força aplicada sobre ela. Esta frequência é função direta da rigidez, e inversa da massa da estrutura, sendo designada por um número real positivo, e cuja unidade mais comum é o Hertz. Uma estrutura possui diversas frequências naturais pois ela pode vibrar livremente (após ter sido excitada por uma força) em diversas direções. A frequência natural mais importante é a primeira, menor entre todas, designada por fundamental. É importante ressaltar que, em estruturas convencionais, a primeira frequência é sempre a mais preponderante ao movimento oscilatório, sendo os demais modos de vibração insignificantes frente a este. Os modos de vibração são a forma como a estrutura vibra, relacionada a cada uma de suas frequências naturais. Ou seja: para cada frequência natural existe um modo de vibração específico, ou um perfil de vibração. O objetivo do presente trabalho é comparar os resultados obtidos por meio de cálculo analítico e via análise experimental do comportamento de uma estrutura submetida às vibrações para validação do modelo. O modelo experimental é formado por um pórtico suportando determinada massa, e assim, foi observado o seu desempenho dinâmico.

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Over the past decades the structural engineering has recorded several cases of vibration problems in structures under the action of dynamic loads. The dynamic analysis can be characterized by three fundamental properties: the mode shapes, damping factors and natural frequencies of the structure. The modal analysis is the process consists of theoretical and experimental techniques which enable the construction of a mathematical model representing the dynamic behavior of the system under study in order to determine its modal parameters. The natural frequencies indicate the rate of free oscillation of the structure, after having interrupted the force causing the movement. In similar words, is how the structure vibrates when there is no force applied on it. This frequency is a direct function of the stiffness and the inverse mass of the structure, being designated by a positive real number, and whose most common unit is the Hertz. A framework has several natural frequencies because it can vibrate freely (after being excited by a force) in several directions. The most important natural frequency is the first, lowest of all, designated as fundamental. Is worth noting that, in conventional structures, the first frequency is always the most prominent to the oscillatory motion, and the other vibration modes are insignificant compared to this. The mode shapes is how the structure vibrates related to each of its natural frequencies. That is, for each frequency there exists a natural vibration mode specific profile or vibration. The objective of this study is to compare the results obtained by analytical calculation and through experimental analysis of the behavior of a structure subjected to vibration for model validation. The experimental model is formed by a frame supporting certain mass, and thus its dynamic performance will be observed.

Palavras-chave: Frequência natural, aceleração, vibração., Natural frequency, acceleration, vibration.,

Palavras-chave: ,

DOI: 10.5151/mathpro-cnmai-0038

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Como citar:

Bolina, C.C.; Palechor, E. U. L.; Vásquez, M. P. R.; "VIBRAÇÕES: AS FREQUÊNCIAS NATURAIS ESTIMADA E EXPERIMENTAL DE UMA ESTRUTURA", p. 186-194 . In: Anais do Congresso Nacional de Matemática Aplicada à Indústria [= Blucher Mathematical Proceedings, v.1, n.1]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN em b-reve, DOI 10.5151/mathpro-cnmai-0038

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