Um Estudo Fundamental sobre a Otimização Racional da Relação de Amortecimento para Simulação Dinâmica Precisa com Deslocamento Ultra Grande

A integração da análise de simulação dinâmica tornou-se generalizada em softwares de uso geral, proporcionando capacidades aprimoradas. No entanto, rastrear com precisão as deformações com base em soluções de equilíbrio completo continua sendo um desafio significativo em problemas caracterizados por forte não linearidade geométrica. Este estudo examina a precisão do método combinado de Newmark β e o método de rigidez tangente na análise dinâmica com deslocamentos ultra grandes e avalia a utilidade do amortecimento proporcional de Rayleigh em simulações numéricas comparadas a modelos experimentais. Um modelo experimental de uma placa de aço esbelta submetida a vibrações livres após ser liberada de um estado deformado foi criado. Imagens em vídeo capturando as histórias de deformação foram comparadas às simulações computacionais para verificar a precisão. O estudo também examina os valores apropriados da relação de amortecimento (ζ) e o valor de Newmark β nas simulações. Os resultados indicam que ajustar várias relações de amortecimento e um valor de β de 1/2 resulta em simulações mais realistas com maior conservação da energia mecânica. As descobertas sugerem que incorporar amortecimento numérico nas configurações de amortecimento reais pode alcançar uma simulação mais realista do comportamento dinâmico com deslocamentos ultra grandes. Além disso, experimentos e análises foram realizados para corrigir a frequência natural alterando o módulo de Young, que é um fator chave que influencia as frequências naturais, com correlações observadas à espessura da placa, preparando o terreno para pesquisas futuras sob condições variadas para desenvolver uma metodologia mais racional para análise estrutural.