Simposio Internacional de Construcciones

Creación de un modelo de elementos finitos de una viga, su validación numérica y experimental mediante análisis modal

• Problemática: El análisis modal experimental y el análisis numérico por elementos finitos se han convertido en las principales técnicas que soportan el estudio de la dinámica estructural. En la presente investigación se estudia una viga en voladizo de forma numérica y experimental como caso menos complejo desde el punto de vista del análisis modal experimental. No se conoce con precisión si los resultados del análisis numérico coinciden con los resultados del análisis modal experimental de una viga en voladizo.

• Objetivo: Se crea un modelo físico real y un modelo numérico de la viga. Luego de la experimentación de ambos modelos se obtienen y comparan los modos y las frecuencias de oscilación que es el principal objetivo del trabajo.

• Metodología: Se describe el procedimiento experimental del ensayo modal, se utiliza el software LabView con el sistema National Instruments (NI) CDAQ para la adquisición de datos, así como el software Matlab y la herramienta MACEC para su procesamiento; se emplean dos softwares de simulación por elementos finitos.

• Resultados y discusión: Se obtuvieron y compararon las principales características dinámicas de forma experimental y numérica, es decir, las frecuencias modales y los modos de oscilación.

• Conclusiones: Se tuvo una primera experiencia en la realización de mediciones modales para tres configuraciones. Se compararon los resultados obtenidos por las tres vías: EMA, OMA y análisis por elementos finitos. Los resultados son aceptables, teniendo en cuenta varios factores que estuvieron presentes en la medición y que aumentan la incertidumbre.

• Problematic: Experimental modal analysis and numerical analysis by finite elements have become the main techniques that support the study of structural dynamics. In the present investigation, a cantilever beam is studied numerically and experimentally as a less complex case from the point of view of experimental modal analysis. It is not precisely known whether the results of the numerical analysis agree with the results of the experimental modal analysis of a cantilever beam.

• Objective: A real physical model and a numerical model of the beam were created. After the experimentation of both models, the modes and frequencies of oscillation are obtained and compared, which is the main objective of the work.

• Methodology: The experimental procedure of the modal test is described, the LabView software is used with the National Instruments (NI) CDAQ system for data acquisition, as well as the Matlab software and the MACEC tool for its processing; Two finite element simulation softwares are used.

• Results and discussion: The main dynamic characteristics were obtained and compared in an experimental and numerical way, that is, the modal frequencies and the oscillation modes.

• Conclusions: There was a first experience in the realization of modal measurements for three configurations. The results obtained by the three routes were compared: EMA, OMA and finite element analysis. The results are acceptable, taking into account several factors that were present in the measurement and that increase the uncertainty.