Determinação da deformação dinâmica de uma viga de Euler-Bernoijlli através da SFRF pelo método do elemento espectral

Abstract

No desenvolvimento de produtos, estruturas e máquinas o conhecimento do comportamento dinâmico é primordial. Na tentativa de verificar as propriedades dinâmicas do sistema são realizados testes numéricos ou experimentais. Nos experimentos e simulações, a avaliação da resposta do elemento estrutural é realizada em função da frequência de excitação. Em alguns casos, como no fenômeno da fadiga, a deformação dinâmica está diretamente ligada à falha, criando a necessidade de se ter uma resposta direta em deformação. A análise modal teórica e experimental de deformação é a técnica mais utilizada para a obtenção da deformação, porém para tal é necessário a estimação tanto do modos de deslocamentos quanto da deformação. Neste trabalho, a deformação dinâmica de uma viga de Euler-Bernoulli é obtida diretamente através do método do elemento espectral (SEM). Os resultados são gerados através de uma função resposta em frequência da deformação (SFRF) onde as propriedades dinâmicas são verificadas. As características mecânicas da viga são utilizadas para correlacionar o deslocamento com a deformação, sendo implementada dentro da solução da equação da onda do elemento na montagem da matriz de rigidez dinâmica. Os resultados obtidos são validados comparando-os com um estudo presente na literatura e com dados experimentais. Um elemento com trinca é avaliado para verificar a variação da resposta em deformação em função do tamanho e da posição da trinca. A teoria apresentada se mostrou eficiente tanto na baixa quanto em altas frequências.