Fundamentação teórica
O movimento vibracional de um sistema mecânico inicialmente sem perturbações e depois com excitação harmoniosa consiste numa vibração natural amortecida com amplitude decrescente e numa vibração forçada com amplitude constante. O processo transitório e o estado estacionário são descritos na seguinte fórmula.
| t | Hora |
| ω | Frequência angular de excitação |
| ωD | frequência angular |
| ζ | Amortecimento |
| A | Constante |
| B | Constante |
| C | Constante |
| D | Constante |
| η | Relação de frequência |
| γM0 | Fator de segurança parcial para resistência da secção |
| ωD | frequência angular |
Se esta relação de frequência é η <1, o que é referido como excitação subcrítica, a vibração forçada é mais lenta do que a vibração natural amortecida e ocorre um processo transitório. Após alguns períodos rápidos de vibração natural amortecida, o sistema é sintonizado para a vibração mais lenta e forçada que, em última análise, continua a ser o único componente de vibração.
Se o caso é η> 1, agora chamado de excitação supercrítica, a vibração forçada tem uma frequência mais alta do que a vibração natural amortecida. Agora, a oscilação harmônica rápida ocorre em torno da oscilação natural mais lenta e amortecida até que ela desapareça completamente, e novamente apenas o componente de vibração forçado pela excitação permanece.
Uma vez que existe um amortecimento em todos os casos que ocorrem na prática, o que leva ao desvanecimento natural da vibração, é apenas de interesse, independentemente da relação de frequência, considerar e analisar posteriormente o respetivo movimento de vibração forçado restante (parte do estado estacionário). Este movimento vibracional é denominado vibração (quase) estacionária e o estado correspondente do sistema é denominado estado estacionário.
A vibração natural tem a frequência angular ωD do sistema amortecido, enquanto a componente de vibração forçada por excitação tem a frequência angular ω da excitação harmónica. Assim, a vibração global, que resulta da sobreposição destas duas vibrações parciais, segue um curso cuja aparência depende fortemente da relação ω/ωD ; ou seja, na relação de frequência η.
Exemplo
O comportamento transitório é descrito no seguinte texto, utilizando uma estrutura de aço. Assume -se que esta estrutura é excitada harmonicamente. Na estrutura, são geradas excitações harmónicas para mostrar os diferentes processos transitórios. Para melhor sintonizar a frequência de excitação harmónica com a estrutura, é inicialmente criado um caso de vibração natural através do módulo adicional DYNAM Pro - Natural Vibrations. Para simplificar, apenas as formas próprias na direção Z global são consideradas nos casos de vibração natural.
Excitação subcrítica: No primeiro caso de análise do histórico de tempo, é realizada uma excitação subcrítica da estrutura. Com uma frequência de excitação inferior à forma modal.
Excitação supercrítica: No segundo caso da análise de histórico de tempo, é realizada uma excitação supercrítica da estrutura. Com uma frequência de excitação superior à forma modal.
No terceiro e no quarto casos, utilizamos a opção de módulo adicional para uma solução de estado estacionário para os dois casos de excitação criados anteriormente. Ao fazê -lo, o estado estacionário é definido diretamente. Também é geralmente referido como estado estacionário.
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