¿Qué quiere decir eso de análisis modal?
El objetivo del Análisis modal en la mecánica estructural es determinar las frecuencias naturales y modos de vibrar de un objeto o estructura durante vibración libre mediante el método de los elementos finitos.
Tradicionalmente, en los procesos de diseño no se consideraban las variaciones con el tiempo de los esfuerzos y se realizaba su cálculo basado en los esfuerzos máximos a los que estaba sometido el sistema, y se usaba un coeficiente de seguridad en previsión de lo que pudiera suceder.
Con la aparición de métodos teóricos de análisis se puede estudiar las características y el comportamiento dinámico de los sistemas con gran precisión. Las cargas dinámicas provocan en los cuerpos elásticos deformaciones, cuya variación en el tiempo da origen a los procesos vibratorios.
Para este estudio voy a simular una silla anclada al suelo, como se puede ver en la imagen:
El material a utilizar es acero inoxidable, con las características físicas establecidas por la biblioteca de inventor.
Después de realizar la simulación en el programa los resultados obtenidos son los siguientes.
La tasa de convergencia nos indica la variación con respecto la segunda iteración, la cual es lo suficientemente pequeña para no tener que realizar una tercera iteración.
La primera suele ser siempre la frecuencia critica, ya que sera a la primera que se alcance.
Mostrare un vídeo de la simulación dinámica que mostrara como oscilara la silla cuando alcance la frecuencia critica.
El análisis modal es importante pues algunos mecanismos, aunque la frecuencia no produzca una fractura, si produce deformaciones importantes que pueden producir ruidos, desgastes prematuros en algunos componentes, etc.
El cristal, que es un material frágil, no soportaría las deformaciones en su frecuencia natural, produciendo rotura.
Ahora os animo a coger una copa de cristal, representarla en 3D y someterla a este estudio.
Anotar la frecuencia natural y comprobar la eficacia del programa sometiendo vuestra copa a una onda sonora a esa misma frecuencia utilizando un oscilador de audio y un amplificador adecuado. La onda a de ser intensa. ¡Tener en cuenta que si los cálculos son correctos se romperá!
No hay comentarios:
Publicar un comentario