Analiza spektrum odpowiedzi modalnej, a wymuszenia bezpośrednie konstrukcji

Wpływ zjawisk sejsmicznych lub parasejsmicznych na zachowanie się konstrukcji, odgrywa niekiedy kluczową rolę w weryfikacji stanów granicznych nośności i użytkowalności konstrukcji. Tym większe ma to znaczenie, im bardziej konstrukcja narażona jest na oddziaływania dynamiczne.

Prawidłowa identyfikacja zakresu drgań oraz ocena ich wpływu na konstrukcję, na drodze prowadzenia analiz z uwzględnieniem dynamiki, zapewnia uzyskanie optymalnych wyników, które pozwalają zarówno w sposób bezpieczny, jak i ekonomiczny, projektować konstrukcję tak, aby spełniała ona swoją funkcję w założonych warunkach pracy.

Zadanie bezpośredniego wymuszenia konstrukcji daną wartością przyspieszenia

Jednym z najprostszych sposobów uwzględnienia wpływu drgań na konstrukcję jest zadanie bezpośredniego wymuszenia konstrukcji daną wartością przyspieszenia. Plusem tej metody jest mała czasochłonność obliczeń oraz możliwość wstępnej oceny zachowania się konstrukcji.

Najczęściej jednak z powodu niedoszacowania lub przeszacowania wartości zadanych przyspieszeń, uzyskiwane wartości wyników są niemiarodajne. Może to w konsekwencji prowadzić do nieekonomicznego przeprojektowania konstrukcji lub popełnienia błędów w projektowaniu, a w następstwie do awarii lub w najgorszym wypadku do zniszczenia konstrukcji.

Być może zainteresuje Cię też:

Równanie Joukowsky’ego w ocenie uderzenia hydraulicznego i maksymalnego możliwego ciśnienia płynu wewnątrz rury

Ocena stanu technicznego konstrukcji

Analiza spektrum odpowiedzi modalnej konstrukcji

Dokładnym sposobem uwzględnienia wpływu drgań na konstrukcję jest analiza spektrum odpowiedzi modalnej konstrukcji. Spektrum odpowiedzi jest rodzajem analizy dynamicznej, która pozwala na weryfikację stanu konstrukcji pod obciążeniem pochodzącym na przykład od trzęsienia ziemi.

Przeprowadzenie analizy modalnej pozwala uzyskać postaci własne oraz formę przemieszczeń konstrukcji. Dla każdej częstotliwości własnej, możliwa jest weryfikacja udziału masy konstrukcji. Ideą spektrum odpowiedzi jest połączenie częstotliwości własnych oraz ich udziału masowego z empirycznie wyznaczonymi odpowiedziami maksymalnymi, na liniowych oscylatorach, o jednym stopniu swobody.

Dla określonych obszarów, zgodnie z normami, na których projektowana jest konstrukcja, możliwe jest uzyskanie dokładnych wartości, takich jak przemieszczenie, prędkość lub przyspieszenie, dla danej składowej ruchu sejsmicznego.

Wniosek

Reasumując, należy stwierdzić, iż potrzeba racjonalnego projektowania konstrukcji podyktowana jest nie tylko względami ekonomicznymi, ale przede wszystkim wymagana jest ze względu na bezpieczeństwo pracy i użytkowania konstrukcji. Prowadzi to do ciągłego rozwoju metod obliczeniowych oraz możliwości ich szerokiego zastosowania w praktyce, zarówno w branży mechanicznej, jak i budowlanej.

Masz dodatkowe pytania? Skontaktuj się z nami: