Casos de verificação — Análises modais
Análise modal da viga cantiléver
Enunciado de problema: Considere uma viga cantiléver de comprimento l, largura w e altura h. Compute os três primeiros modos de dobra e frequências naturais. (Observe que os resultados da simulação incluem os modos de dobra ortogonal, de torção e axial. A comparação de resultados compara os três primeiros modos de dobra de uma solução de forma fechada com os resultados da simulação equivalentes.)
Referências: W. T. Thompson, Theory of Vibration with Applications, 2nd Edition, Prentice-Hall, Inc.,Englewood Cliffs, NJ, 1981, pg. 220
Propriedades de materiais | Propriedades geométricas |
|---|---|
Módulo de Young E = 70e9 Pa Coeficiente de Poisson ν = 0.35 Densidade ⍴ = 2700 kg/m^3 | l = 4 m w = 0.346 m h = 0.346 m |
Comparação de resultados — Botão deslizante da qualidade da simulação na posição default
Resultados | Alvo | Creo Simulate | Ansys Discovery Live | Creo Simulation Live | Porcentagem de erro |
|---|---|---|---|---|---|
Frequência do modo 1 (Hz) | 17.8 | 17.88 | 17.8 | 17.8 | 0 |
Frequência do modo 3 (Hz) | 111.5 | 110.03 | 108.3 | 108.2 | 3.05 |
Frequência do modo 6 (Hz) | 312.1 | 320.22 | 288.6 | 288.8 | 8.06 |
Comparação de resultados para o Creo Ansys Simulation (malha default)
Resultados | Alvo | Ansys AIM | Creo Ansys Simulation | Porcentagem de erro |
|---|---|---|---|---|
Frequência do modo 1 (Hz) | 17.8 | 17.788 | 17.76 | 0.22 |
Frequência do modo 3 (Hz) | 111.5 | 107.71 | 107.646 | 3.58 |
Frequência do modo 6 (Hz) | 312.1 | 287.07 | 287.239 | 8.79 |
Análise modal da viga cantiléver com suporte simples
Enunciado de problema: Determinar a frequência fundamental de uma viga de suporte simples com comprimento de 80 pol. e seção cruzada uniforme A = 4 in2, conforme exibido abaixo.
Referências: W. T. Thompson, Vibration Theory and Applications, 2nd Printing, Prentice-Hall, Inc.,Englewood Cliffs, NJ, 1965, pg. 18, ex. 1.5-1
Propriedades de materiais | Propriedades geométricas |
|---|---|
Módulo de Young E = 3e7 psi Coeficiente de Poisson ν = 0.3 Densidade ⍴ = 0.2836 lb/in^3 | l = 80 pol. w = 2 pol. h = 2 pol. |
Comparação de resultados — Botão deslizante da qualidade da simulação na posição default
(Suporte simples aproximado pela restrição de 0.125 em faces impressas.)
Resultados | Alvo | Creo Simulate | Ansys Discovery Live | Creo Simulation Live | Porcentagem de erro |
|---|---|---|---|---|---|
Frequência do modo 1 (Hz) | 28.766 | 28.67 | 36.88 | 36.20 | 20.5 |
Comparação de resultados para o Creo Ansys Simulation (malha default)
Resultados | Alvo | Ansys AIM | Creo Ansys Simulation | Porcentagem de erro |
|---|---|---|---|---|
Frequência do modo 1 (Hz) | 28.766 | 28.561 | 29.4 | 2.15 |
Análise modal de uma placa anular
Enunciado de problema: Uma montagem de três placas anulares tem suporte cilíndrico (fixo nas direções radial, tangencial e axial) aplicado à superfície cilíndrica do furo. Determine as primeiras seis frequências naturais.
Referências: R. J. Blevins, Formula for Natural Frequency and Mode Shape, Van Nostrand Reinhold Company Inc., 1979, Table 11-2, Case 4, pg. 247
Propriedades de materiais | Propriedades geométricas |
|---|---|
Módulo de Young E = 2.9008e7 psi Coeficiente de Poisson ν = 0.3 Densidade ⍴ = 0.28383 lb/in^3 | Diâmetro interno da placa interna = 20 pol. Diâmetro interno da placa intermediária = 28 pol. Diâmetro interno da placa externa = 34 pol. Diâmetro externo da placa externa = 40 pol. Espessura de todas as placas = 1 pol. |
Comparação de resultados — Botão deslizante da qualidade da simulação na posição default
Resultados | Alvo | Creo Simulate | Ansys Discovery Live | Creo Simulation Live | Porcentagem de erro |
|---|---|---|---|---|---|
Frequência do modo 1 (Hz) | 310.9 | 310.92 | 328.7 | 329.2 | 5.55 |
Frequência do modo 2 (Hz) | 318.1 | 316.37 | 334.6 | 335.0 | 5.04 |
Frequência do modo 3 (Hz) | 318.1 | 316.50 | 334.6 | 335.0 | 5.04 |
Frequência do modo 4 (Hz) | 351.6 | 347.80 | 366.0 | 366.8 | 4.14 |
Frequência do modo 5 (Hz) | 351.6 | 347.94 | 367.3 | 367.5 | 4.32 |
Frequência do modo 6 (Hz) | 442.4 | 436.54 | 456.4 | 456.8 | 3.15 |
Comparação de resultados para o Creo Ansys Simulation (resolução da malha default)
Resultados | Alvo | Ansys AIM | Creo Ansys Simulation | Porcentagem de erro |
|---|---|---|---|---|
Frequência do modo 1 (Hz) | 310.9 | 310.16 | 312.296 | 0.45 |
Frequência do modo 2 (Hz) | 318.1 | 315.47 | 317.835 | 0.083 |
Frequência do modo 3 (Hz) | 318.1 | 315.59 | 317.847 | 0.079 |
Frequência do modo 4 (Hz) | 351.6 | 346.49 | 348.842 | 0.79 |
Frequência do modo 5 (Hz) | 351.6 | 346.52 | 349.174 | 0.69 |
Frequência do modo 6 (Hz) | 442.4 | 434.55 | 436.896 | 1.259 |
Análise modal de uma placa retangular
Enunciado de problema: Considere uma placa retangular com suportes fixos e dimensões a seguir: comprimento = 6 pol., largura = 4 pol. e espessura = 0.063 pol. Determine a frequência natural e a forma modal.
Referências: R. Blevins, Formula for Natural Frequency and Mode Shape, Van Nostrand Reinhold Company Inc., 1979, Table 11-6
Propriedades de materiais | Propriedades geométricas |
|---|---|
Módulo de Young E = 1.0e7 psi Coeficiente de Poisson ν = 0.33 Densidade ⍴ = 0.1 lbm/in^3 | Comprimento = 6 pol. Largura = 4 pol. Espessura = 0.063 pol. |
Comparação de resultados — Botão deslizante da qualidade da simulação na posição default
Resultados | Alvo | Creo Simulate | Ansys Discovery Live | Creo Simulation Live | Porcentagem de erro |
|---|---|---|---|---|---|
Frequência do modo 1 (Hz) | 1016 | 1019.35 | 1123.9 | 1123 | 9.52 |
Comparação de resultados para o Creo Ansys Simulation (resolução da malha default)
Resultados | Alvo | Ansys AIM | Creo Ansys Simulation | Porcentagem de erro |
|---|---|---|---|---|
Frequência do modo 1 (Hz) | 1016 | 1024.2 | 1024.79 | 0.86 |