Problemas de análise modal
Este capítulo contém problemas de análise modal e resultados do Creo Simulate. Em uma análise modal, o Structure calcula as frequências naturais e formas de modo do seu modelo. O Structure também calcula automaticamente todas as medidas predefinidas. Essa lista de medidas varia de acordo com o tipo de análise.
Este capítulo contém os seguintes problemas modais:
mvsm001: Placa cantiléver do plano de deformação 2D
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Tipo de análise:
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Modal
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Tipo de modelo:
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Plano de deformação 2D
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Comparação:
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Resultados teóricos
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Referência:
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Roark, R.J. e Young, W.C. fórmulas de tensão e deformação. NY: McGraw-Hill Book Co. 1982. pp.576578.
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Descrição:
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Localize a frequência básica de uma placa cantilever modelada como um modelo de plano de deformação.
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Especificações
Tipo de elemento: | Casca 2D | |
Unidades: | MKS | |
Dimensões: | largura: 2 espessura: 0.01 | |
Propriedades do material: | Densidade de massa: 7850 Custo por unidade de massa: 0 Módulo de Young: 2e11 | Coeficiente de Poisson: 0,3 Expansão térmica: 0 Condutividade: 0 |
Restrição: | colocado no ponto A: Fixo em todos os GDL | |
Comparação dos dados de resultados
Teoria | Structure | % de diferença | |
|---|---|---|---|
Frequência básica (Hz) (modo=1) | 2.1393 | 2.1374 | 0,08% |
Convergência %: 0.4% em frequência | P máx.: 4 | Nº de equações: 12 | |
mvsm002: Placa cantiléver do plano de tensões 2D
Tipo de análise: | Modal |
Tipo de modelo: | Plano de tensões 2D |
Comparação: | Resultados teóricos |
Referência: | Roark, R.J. e Young, W.C. fórmulas de tensão e deformação. NY: McGraw-Hill Book Co. 1982. pp.576578. |
Descrição: | Localize a frequência básica para a vibração lateral de uma placa cantiléver. |
Especificações
Tipo de elemento: | Placa 2D (1) | |
Unidades: | IPS | |
Dimensões: | comprimento: 36 largura: 4 espessura: 0.1 | |
Propriedades do material: | Densidade de massa: 7.28e4 Custo por unidade de massa: 0 Módulo de Young: 3e7 | Coeficiente de Poisson: 0,3 Expansão térmica: 0 Condutividade: 0 |
Restrição: | colocada na aresta A-B: Fixa em TransX e TransY | |
Comparação dos dados de resultados
Teoria | Structure | % de diferença | |
|---|---|---|---|
Frequência básica (Hz) (modo=1) | 101.326 | 100.988 | 0.33% |
Convergência %: 0.4% em frequência | P máx.: 6 | Nº de equações: 42 | |
mvsm003: Placa cantiléver do plano de deformação 2D
Tipo de análise: | Modal |
Tipo de modelo: | Plano de deformação 2D |
Comparação: | Resultados teóricos |
Referência: | Roark, R.J., and Young, W.C. Formulas for Stress and Strain, NY: McGraw-Hill Book Co. 1982. pp.576578. |
Descrição: | Localize a frequência básica de uma placa cantilever modelada como um modelo de plano de deformação. |
Especificações
Tipo de elemento: | Sólido 2D (2) | |
Unidades: | IPS | |
Dimensões: | comprimento: 36 largura: 4 | |
Propriedades do material: | Densidade de massa: 7.28e4 Custo por unidade de massa: 0 Módulo de Young: 3e7 | Coeficiente de Poisson: 0,3 Expansão térmica: 0 Condutividade: 0 |
Restrição: | colocado na aresta A-B: Fixo em TransX, TransY e RotZ | |
Comparação dos dados de resultados
Teoria | Structure | % de diferença | |
|---|---|---|---|
Frequência básica (Hz) (modo=1) | 106.219 | 106.604 | 0.36% |
% de convergência: 0.8% em frequência | P máx.: 6 | Nº de equações: 42 | |
mvms004: Vibração radial simétrica ao eixo 2D de uma coroa circular
Tipo de análise: | Modal |
Tipo de modelo: | Simétrico ao eixo 2D |
Comparação: | N º ANSYS 67 |
Referência: | Timoshenko, S., and Young, D.H. Vibration Problems in Engineering. 3rd ed. NY: D. Van Nostrand Co., Inc. 1955. p. 425, Art. 68. |
Descrição: | Localize a frequência básica para a vibração radial de uma coroa circular estabelecida simétrica ao eixo 2D. |
Especificações
Tipo de elemento: | Sólido 2D (1) | |
Unidades: | IPS | |
Dimensões: | raio interno: 99.975 raio externo: 100.025 altura: 0,05 | |
Propriedades do material: | Densidade de massa: 7.3e4 Custo por unidade de massa: 0 Módulo de Young: 3e7 | Coeficiente de Poisson: 0 Expansão térmica: 0 Condutividade: 0 |
Restrições: | colocado na aresta A-B: Fixo em TransY e RotZ colocado na aresta C-D: Fixo em TransY e Rot Z | |
Comparação dos dados de resultados
Teoria | ANSYS | Structure | % de diferença | |
|---|---|---|---|---|
Frequência radial (Hz) (modo=1) | 322.64 | 322.64 | 322.64 | 0,0% |
Convergência %: 0.0% em frequência | P máx.: 2 | Nº de equações: 10 | ||
mvsm005: Vibração radial 3D de um anel
Tipo de análise: | Modal |
Tipo de modelo: | 3D |
Comparação: | Resultados teóricos |
Referência: | Love, A.E.H. A Treatise on the Mathematical Theory of Elasticity. 4th ed. NY: Dover Publications. 1944. p. 452, Art. 293b. |
Descrição: | Determine a primeira e segunda frequências modais para a vibração radial de um anel estabelecido como um modelo de um quarto. |
Especificações
Tipo de elemento: | viga (1) | |
Unidades: | IPS | |
Dimensões: | raio: 2 | |
Propriedades da viga: | Área: 0.01 IYY: 1e3 Cisalhamento FY: 0,83333 CY: 1 | J: 1.008e3 IZZ: 8.33e6 Cisalhamento FZ: 0,83333 CZ: 1 |
Propriedades do material: | Densidade de massa: 7.28e4 Custo por unidade de massa: 0 Módulo de Young: 3e7 | Coeficiente de Poisson: 0,3 Expansão térmica: 0 Condutividade: 0 |
Restrições: | colocado no ponto A: Fixo em todos os GDL, exceto TransX colocado no ponto B: Fixo em todos os GDL exceto TransY | |
Comparação dos dados de resultados
Teoria | Structure | % de diferença | |
|---|---|---|---|
Modo 1 frequência (Hz) | 625.65 | 624.43 | 0,19% |
Frequência do modo 2 (Hz) | 3393.06 | 3369.13 | 0,70% |
Convergência %: 0.0% em frequência | P máx.: 9 | Nº de equações: 50 | |
mvsm006: Placa 3D cantiléver em formato de cunha
Tipo de análise: | Modal |
Tipo de modelo: | 3D |
Comparação: | N º ANSYS 62 |
Referência: | Timoshenko, S., and Young, D.H. Vibration Problems in Engineering. 3rd ed. NY: D. Van Nostrand Co., Inc. 1955. p. 392, Art. 62. |
Descrição: | Localize a frequência básica para a vibração lateral de uma placa cantilever em forma de cunha. |
Especificações
Tipo de elemento: | casca (1) | |
Unidades: | IPS | |
Dimensões: | comprimento: 16 largura: 4 espessura: 1 | |
Propriedades do material: | Densidade de massa: 7.28e4 Custo por unidade de massa: 0 Módulo de Young: 3e7 | Coeficiente de Poisson: 0 Expansão térmica: 0 Condutividade: 0 |
Restrição: | colocado na aresta que A-B: Fixo em todos os GDL | |
Comparação dos dados de resultados
Teoria | ANSYS | Structure | % de diferença | |
|---|---|---|---|---|
Frequência (Hz) (modo=1) | 259.16 | 260.99 | 259.15 | 0,004% |
Convergência %: 0.0% em frequência | P máx.: 4 | Nº de equações: 60 | ||
mvsm007: Casca 3D cilíndrica cantiléver
Tipo de análise: | Modal |
Tipo de modelo: | 3D |
Comparação: | Resultados teóricos |
Referência: | Roark, R.J., and Young, W.C. Formula for Stress and Strain. NY: McGraw-Hill Co. 1982. p.576. |
Descrição: | Uma casca cilíndrica cantiléver é estabelecida como um meio cilindro usando simetria. Localize a frequência básica. |
Especificações
Tipo de elemento: | casca (3) | |
Unidades: | IPS | |
Dimensões: | comprimento: 36 raio: 1 espessura: 0.1 | |
Propriedades do material: | Densidade de massa: 7.28e4 Custo por unidade de massa: 0 Módulo de Young: 3e7 | Coeficiente de Poisson: 0,3 Expansão térmica: 0 Condutividade: 0 |
Restrição: | colocado na aresta que A-B: Fixo em todos os GDL colocado na aresta A-C, B-D: Fixo em TransX, RotY e RotZ | |
Comparação dos dados de resultados
Teoria | Structure | % de diferença | |
|---|---|---|---|
Frequência (Hz) (modo=1) | 62.05 | 62.125 | 0.12% |
Convergência %: 0.4% em frequência | P máx.: 6 | Nº de equações: 180 | |
mvsm008: Placa 3D sólida em formato de cunha
Tipo de análise: | Modal |
Tipo de modelo: | 3D |
Comparação: | N º ANSYS 62 |
Referência: | Timoshenko, S., and Young, D.H. Vibration Problems in Engineering. 3rd ed. NY: D. Van Nostrand Co., Inc. 1955. p. 392, Art. 62. |
Descrição: | Localize a frequência básica para a vibração lateral de uma placa cantilever em forma de cunha. |
Especificações
Tipo de elemento: | sólido (1) | |
Unidades: | IPS | |
Dimensões: | comprimento: 16 largura: 4 profundidade: 1 | |
Propriedades do material: | Densidade de massa: 7.28e–4 Custo por unidade de massa: 0 Módulo de Young: 3e7 | Coeficiente de Poisson: 0 Expansão térmica: 0 Condutividade: 0 |
Restrição: | colocado na face A B-C-D: Fixo em todos os GDL | |
Comparação dos dados de resultados
Teoria | ANSYS | Structure | % de diferença | |
|---|---|---|---|---|
Frequência básica (Hz) (modo=1) | 259.16 | 260.99 | 259.24 | 0,03% |
Convergência %: 0.0% em frequência | P máx.: 4 | Nº de equações: 72 | ||
mvsm009: Vibração 3D em plano de uma cruz com final em pino
Tipo de análise: | Modal |
Tipo de modelo: | 3D |
Referência: | NAFEMS, SBNFA (novembro de 1987), Teste 1. |
Descrição: | Determinar as frequências modais de um a oito pela vibração em plano de uma cruz com uma junta de pino nos pontos A, B, C e D. |
Especificações
Tipo de elemento: | viga (4) | |
Unidades: | NMS | |
Dimensões: | comprimento: 5 | |
Propriedades da viga: | Área: 0.015625 IYY: 2.0345e–5 Cisalhamento FY: 0,83333 CY: 0.0625 | J: 4.069e–5 IZZ: 2.0345e–5 Cisalhamento FZ: 0,83333 CZ: 0.0625 |
Propriedades do material: | Densidade de massa: 8000 Custo por unidade de massa: 0 Módulo de Young: 2e11 | Coeficiente de Poisson: 0,3 Expansão térmica: 0 Condutividade: 0 |
Restrições: | colocado nos pontos A, B, C, D: Fixo em TransX, TransY, TransZ colocado nas vigas A-O, B-O, C-O, D-O: Fixo em TransZ | |
Comparação dos dados de resultados
Teoria | Structure | % de diferença | |
|---|---|---|---|
Modo 1 frequência (Hz) | 11.336 | 11.312 | 0.211% |
Frequência dos modos 2 e 3 (Hz) | 17.709 | 17.636 | 0.412% |
Frequência do modo 4 (Hz) | 17.709 | 17.636 | 0.412% |
Frequência do modo 5 (Hz) | 45.345 | 45.155 | 0.419% |
Frequência do modo 7 (Hz) | 57.390 | 56.692 | 1.216% |
Frequência do modo 8 (Hz) | 57.390 | 57.001 | 0.677% |
% de convergência: 3.4% em frequência | P máx.: 8 | Nº de equações: 157 | |
mvsm010: Vibração simétrica ao eixo da placa anular 3D
Tipo de análise: | Modal |
Tipo de modelo: | 3D |
Referência: | NAFEMS, SBNFA (novembro de 1987), Teste 53. |
Descrição: | Determinar as frequências modais primeira à quinta para a vibração simétrica ao eixo de uma placa anular. |
Especificações
Tipo de elemento: | sólido (3) | |
Unidades: | NMS | |
Dimensões: | raio interno: 1.8 raio externo: 6 altura: 0.6 | |
Propriedades do material: | Densidade de massa: 8000 Custo por unidade de massa: 0 Módulo de Young: 2e11 | Coeficiente de Poisson: 0,3 Expansão térmica: 0 Condutividade: 0 |
Restrições: | Local | Graus de liberdade |
|---|---|---|
constraint1 | colocado nas superfícies ABCD, BCNO, ADMP, ABMN, CDPO, MNOP | fixo em TransT, RotR e RotZ |
colocado na curva MP | fixo em TransZ |
Comparação dos dados de resultados
Teoria | Structure | % de diferença | |
|---|---|---|---|
Frequência modal 1 (Hz) | 18.583 | 18.550 | 0,17% |
Frequência modal 2 (Hz) | 140.15 | 138.22 | 1.37% |
Frequência modal 3 (Hz) | 224.16 | 224.16 | 0% |
Frequência modal 4 (Hz) | 358.29 | 355.80 | 0.7% |
Frequência modal 5 (Hz) | 629.19 | 620.43 | 1.4% |
% de convergência: 1.3% em frequência | P máx.: 9 | Nº de equações: 1094 | |