Análise modal de vigas
Objetivo
Realizar a análise modal de uma viga bi-apoiada de seção transversal quadrada.
| Propriedades da viga | |:----------------------------------:|:----------:| | Comprimento (m) | 1.00 | | Área da seção transversal (cm²) | 25.00 | | Módulo de Elasticidade (GPa) | 210.00 | | Coeficiente de Poisson | 0.30 | | Densidade (kg/m³) | 7800 |
Resolução utilizando o abaqus 6.12 student edition
O procedimento usual de resolução é demonstrado no seguinte fluxograma, cuja ordem pode eventualmente ser alterada por conveniência:
1. Pré-processamento
1.1 Início da análise
- Na caixa Start Session, selecione With Standard/Explicit Model.
- No Menu Model, clique com o botão direito em Model-1 e selecione Rename.
- Digite AnáliseViga e clique em OK.
1.2. Criação da geometria base e definição do tipo de elemento
- No Menu Model, dê um duplo clique em Parts.
- No campo Name digite Viga.
- Em Modeling Space selecione 2D planar.
- Em Base Feature selecione Wire.
- Em Approximante Size digite 2 e clique em Continue...
- Na Caixa de Ferramentas, selecione Create Lines: Connected.
- Na área de comando insira as coordenadas 0,0 - 0.5,0 - 1,0.
- Desative a função Create Lines: Connected apertando a tecla Esc do teclado e clique em Done.
1.3. Atribuição das propriedades da seção da viga
- No Menu Model, dê um duplo clique em Sections.
- Em Name digite SeçãoViga.
- Em Category selecione Beam.
- Em Type selecione Beam e clique em Continue...
- Clique no icone .
- Em Name digite PerfilViga, selecione Rectangular e clique em Continue...
- Insira o valor 0.05 para a e b e clique em OK
1.4. Atribuição das propriedades dos materiais
- Ainda na janela Edit Beam Section, clique no icone .
- Na caixa Edit Material clique em Mechanical, selecione Elasticity e clique em Elastic.
- Em Young’s Modulus digite 210E9 e em Poissons's Ratio digite 0.3.
- Clique agora em General e em seguida em Density.
- Em Mass Density digite 7800 e clique em OK nas duas janelas abertas.
1.5. Associação das seções
- No Menu Model, abra Parts (1) e em seguida Viga.
- Clique duas vezes em Section Assigments.
- Selecione a viga e clique em Done.
- Selecione SeçãoViga, clique em OK e em seguida em Done.
- Na Caixa de Ferramentas, clique no icone .
- Clique em Sets..., selecione Set-1 e clique em Continue...
- Tecle Enter, clique em OK, em Dismiss e em seguida em Done.
- No Menu Model, abra Assembly e dê um duplo clique em Instances.
- Certifique-se que está selecionado Dependent (mesh on part) em Instance Type e clique em OK.
1.6. Aplicação das condições de contorno
- No Menu Model, dê um duplo clique em Steps (1).
- Altere Procedure type para Linear perturbation, selecione Frequency e clique em Continue...
- Na janela Edit Step, onde esta selecionado All in frequency range altere para Value e digite 3 no espaço que será habilitado à direita.
- Clique em OK.
- No Menu Model, dê um duplo clique em BCs.
- No campo Name digite Apoio Fixo.
- Em Step selecione Initial.
- Em Types for Selected Step selecione Displacement/Rotation, clique em Continue… e em seguida em Dismiss.
- Selecione a extremidade esquerda da viga e clique em Done.
- Na janela Edit Boundary Condition marque U1 e U2 e clique em OK.
- Repita este procedimento para criar o Apoio Móvel, selecionando a extremidade direita da viga e marcando apenas U2.
1.7. Criação da malha
- No Menu Model, dê um duplo clique em Mesh (Empty).
- Na Barra de Contexto, em Object, selecione Part.
- No Menu Principal, clique em Mesh e posteriormente em Element Type.
- Selecione a viga e clique em Done.
- Na janela Element Type selecione Beam em Family.
- Em Geometric Order selecione Quadratic.
- Clique em OK e em seguida em Done.
- No Menu Principal, clique em Seed e posteriormente em Part.
- Em Approximate Global Size digite 0.05, clique em OK e em seguida Done.
- No Menu Principal, clique em Mesh e posteriormente em Part.
- Aparecerá a pergunta "OK to mesh the part?", clique Yes.
2. Processamento
- No Menu Model, dê um duplo clique em Jobs.
- Na janela Create Job clique em Continue...
- Na janela Edit Job clique em OK.
- Abra Jobs e clique com o botão direito em Job-1 e clique em Submit.
- Se aparecer uma janela dizendo “Job files already exist for Job-1. OK to overwrite?”, clique OK.
- Aguarde o processamento dos dados, que estará concluído quando aparecer (Completed) ao lado de Job-1 no Menu Model.
3. Pós-processamento
- No Menu Model, clique com o botão direito em Job-1(Completed) e clique em Results.
- A tela de análise de dados se abrirá.
- Na Caixa de Ferramentas, clique em Plot Contours on Deformed Shape.
- No Menu Principal, clique em Viewport e em seguida em Viewport Annotation Options...
- Na janela aberta selecione a aba Legend.
- Clique em Set Font.
- Na nova janela, altere Size para 14.
- Clique OK nas duas janelas abertas.
- No Menu Results, abra Output Databases (1), Job-1.odb e History Output (16) e dê duplo clique em Eigenfrequency: EIGFREQ for Whole Model.
- No Menu Principal, clique em Report e em seguida em XY...
- Na janela Report XY Data, selecione a unica opção da lista e clique em OK.
- A mensagem aparecerá: "The XY report was appended to file “abaqus.rpt". O arquivo abaqus.rpt pode ser encontrado em C:\Users\”Nome do Usuário”\abaqus.rpt.
- O arquivo listará as 3 primeiras frequências naturais da viga.
- No Menu Results, abra Job-1.odb, Steps (1), Carregamento e Frames (4) e dê duplo clique nas opções de 1 a 3.
- Cada Frame corresponde ao respectivo modo de vibração de uma frequencia natural.
- No Menu Principal, clique em File e em seguida em Save As...
- Dê um nome ao arquivo e clique em OK.