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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/77303| Type: | TCC |
| Title: | Influência da seção transversal e das condições de contorno nas frequências naturais de uma viga |
| Authors: | Silveira, Bruno Rocha |
| Advisor: | Gonçalves, Vanessa Vieira |
| Keywords in Brazilian Portuguese : | Frequencia natural;Ressonancia;Vibração |
| Keywords in English : | Natural frequency;Resonance;Beam |
| Knowledge Areas - CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
| Issue Date: | 2023 |
| Citation: | SILVEIRA, Bruno Rocha. Influência da seção transversal e das condições de contorno nas frequências naturais de uma viga. 2023. 60 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023. |
| Abstract in Brazilian Portuguese: | A análise das vibrações desempenha um papel crucial em aplicações estruturais, destacando-se a determinação da frequência natural como um fator essencial. Essa determinação é essencial para prevenir a ressonância da estrutura com excitações externas, uma vez que a ressonância pode levar a falhas graves devido às amplitudes significativas de vibração geradas por esse fenômeno. Neste contexto, o objetivo deste estudo é avaliar o impacto das variações na seção transversal e nas condições de contorno na frequência natural de vigas. Isso é realizado por meio de análises computacionais, utilizando o método de elementos finitos em conjunto com soluções analíticas. Para alcançar esse objetivo, foram inicialmente validados os métodos utilizados, baseando-se em estudos prévios. Posteriormente, as dimensões de perfis retangulares, "I", tubulares quadrados e tubulares redondos foram variadas, considerando diferentes condições de suporte, como engastamento em uma extremidade, engastamento em ambas as extremidades e suporte simples. O software Ansys 2023, com licença estudantil, foi escolhido para realizar as simulações por elementos finitos. Os resultados indicaram que a variação na seção transversal impactou significativamente as frequências naturais, com maior influência nos perfis retangulares, seguidos pelos tubulares redondos, tubulares quadrados e, por último, o perfil "I". Quanto às condições de contorno, vigas engastadas demonstraram as menores vibrações naturais, seguidas pelas simplesmente apoiadas, enquanto as bi engastadas exibiram as maiores frequências naturais. Este estudo contribui para uma compreensão mais aprofundada dos efeitos da variação da seção transversal e das condições de contorno na resposta vibratória de vigas, com implicações importantes para o projeto e a análise estrutural. Observou-se que as variações médias nas frequências naturais para uma variação de 100% nas dimensões dos perfis analisados foram determinadas e são de 100% para o perfil retangular, 2,82% para o perfil I, 5,89% para o perfil tubular redondo e 4,62% para o perfil tubular quadrado, que a frequência natural ωn para a condição de bi engastada é igual à frequência natural ωn-1 para a condição engastada e, por fim, que as vigas simplesmente apoiadas apresentaram suas frequências naturais entre as frequências de engastada e bi engastada. |
| Abstract: | Vibration analysis plays a crucial role in structural applications, highlighting the determination of natural frequency as an essential factor. This decision is essential to avoid resonance of the structure with external excitations, since resonance can cause serious failures due to the vibration amplitudes generated by this influence. In this context, the objective of this study is to evaluate the impact of variations in cross- section and boundary conditions on the natural frequency of beams. This is carried out through computational analyses, using the finite element method in conjunction with analytical solutions. For this objective, the methods used were initially validated, based on previous studies. Subsequently, the dimensions of rectangular profiles, "I", square tubular and round tubular profiles were varied, considering different support conditions, such as embedding at one end, embedding at both ends and simple support. Ansys 2023 software, with a student license, was chosen to conduct finite element simulations. The results indicated that the variation in the cross section significantly impacted the natural frequencies, with the greatest influence on rectangular profiles, followed by round tubulars, square tubulars and, finally, the "I" profile. As for the boundary conditions, the fixed beams increased the lowest natural vibrations, followed by simply reinforced beams, while the double-fixed beams exhibited the highest natural frequencies. This study contributes to a more in-depth understanding of the effects of varying cross-section and boundary conditions on the vibrational response of beams, with important implications for design and structural analysis. Note that the average variations in natural frequencies for a 100% variation in specific profile dimensions have been determined and are 100% for the rectangular profile, 2.82% for the I profile, 5.89% for the round tubular profile and 4.62% for the square tubular profile, that the natural frequency ωn for the bi-fixed condition is equal to the natural frequency ωn-1 for the fixed condition and, finally, that the simply reinforced beams complemented their natural frequencies between the frequencies set and bi-set. |
| URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/77303 |
| Access Rights: | Acesso Aberto |
| Appears in Collections: | ENGENHARIA MECÂNICA - Monografias |
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