Análise dinâmica de sistemas estruturais tubulares utilizando o método de síntese modal de componentes

Autor: Bautista Ordoñez, Jose Manuel
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UnBUniversidade de BrasíliaUNB.
Druh dokumentu: masterThesis
Popis: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2018.
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
Os sistemas estruturais tubulares podem ser encontrados em várias aplicações industriais, um exemplo são os sistemas HVAC (do inglês “heating, ventilating and air conditioning”), os quais são responsáveis por fazer com que qualquer ambiente fechado permaneça dentro de uma faixa de temperatura, umidade e limpeza. Os sistemas estruturais tubulares têm como uma de suas aplicações o conforto ambiental interno em espaços industriais, edifícios e veícu-los, vários desses espaços têm processos industriais que geram altas frequências sonoras e vibrações mecânicas que precisam ser adequadamente controlados de forma a atender tanto as normas ambientais quanto aquelas relacionadas à saúde. Com o objetivo de analisar a vibra-ção estrutural de sistemas tubulares, a técnica de análise modal é uma metodologia clássica para extração das frequências naturais e modos de vibração. Dentre as técnicas de análise mo-dal destacam-se ainda as metodologias numéricas, como o método dos elementos finitos, e metodologias analíticas, como a Síntese Modal de Componentes (SMC). A SMC é uma das principais ferramentas de modelagem de sistemas complexos aplicada a sistemas de grande porte. O método utiliza um superconjunto modal e consiste em modelar separadamente com-ponentes individuais de uma estrutura e acoplá-los em um sistema único. O objetivo deste trabalho é demonstrar a aplicação da técnica SMC para estimativa das frequências naturais e modos de vibração de um sistema simplificado estrutural tubular. Tal sistema é composto por duas subestruturas, que junto a SMC utilizando o software MATLAB® e ANSYS®, irão for-mar um sistema global. A validação dos resultados foi realizada através de modelagem numé-rica utilizando o método de elementos finitos por meio do software ANSYS®. Os resultados obtidos se mostraram satisfatórios, demonstrando a viabilidade da aplicação da técnica SMC para análise de vibração estrutural em sistemas estruturais tubulares.
Tubular structural systems can be found in many industrial applications, such as heating, ven-tilation and air conditioning (HVAC) systems, which are responsible for making any enclosed environment remain within a temperature range, humidity and cleanliness. The tubular struc-tural systems have as one of their applications the internal environmental comfort in industrial spaces, buildings and vehicles, several of these spaces have industrial processes that generate high sound frequencies and mechanical vibrations that need to be adequately controlled in order to meet both environmental norms those related to health. With the objective of analyz-ing the structural vibration of tubular systems, the modal analysis technique is a classical methodology for extraction of the natural frequencies and vibration modes. Among the tech-niques of modal analysis, numerical methodologies such as the finite element method and analytical methodologies such as the Component Mode Synthesis (CMS) are also highlighted. CMS is one of the leading modeling tools for complex systems applied to large systems. The method uses a modal superset and consists of separately modeling individual components of a structure and coupling them into a single system. The objective of this work is to demonstrate the application of the SMC technique to estimate the natural frequencies and vibration modes of a simplified tubular structural system. This system consists of two substructures, which together with CMS using MATLAB® and ANSYS® software, will form a global system. The validation of the results was done through numerical modeling using the finite element meth-od using ANSYS® software. The results obtained were satisfactory, demonstrating the feasi-bility of applying the CMS technique for analysis of structural vibration in tubular structural systems.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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