Como a VirtualCAE realiza uma análise sísmica?

A análise sísmica é estruturada em etapas, desde a preparação do modelo, aplicação de carregamentos com as curvas Power Spectral Density (PSD), até a avaliação dos resultados de acordo com os critérios definidos para o projeto.

De forma geral, a análise sísmica é realizada a partir da modelagem da estrutura pelo Método dos Elementos Finitos (MEF), seguida da definição dos materiais e suas propriedades mecânicas, simplificação de componentes por pontos de massa e condições de contorno. 

As curvas e condições de carregamentos são obtidas através da interpretação da norma IEEE Std 693-2018, conforme a demanda do projeto.

Análise Dinâmica
 

Inicialmente, é desenvolvido o modelo computacional da estrutura, considerando sua geometria, propriedades dos materiais, condições de contato, conexões e condições de contorno.

Com o modelo definido, realiza-se a análise modal para determinar as frequências naturais e os principais modos de vibração da estrutura. Também é avaliada a participação de massa em cada direção, a fim de verificar se a quantidade de modos extraídos é suficiente para representar adequadamente o comportamento dinâmico do equipamento. A partir dessas informações, é definido a resposta em frequência sísmica aplicável ao projeto e as acelerações são aplicadas à estrutura nas direções consideradas.

Com base nas características dinâmicas obtidas e nos requisitos do projeto, são definidos os parâmetros para a análise sísmica. A metodologia pode seguir as recomendações da IEEE Std 693-2018, considerando o nível de qualificação sísmica especificado para o equipamento e o espectro de resposta aplicável. As condições de aplicação do carregamento e os critérios de aceitação são estabelecidos conforme a norma e as especificações pertinentes ao projeto. 

Após a definição dos parâmetros de entrada, realiza-se a análise dinâmica por meio da aplicação das solicitações sísmicas nas direções consideradas. Quando utilizado o método de resposta em frequência, a resposta estrutural é determinada a partir das frequências naturais, dos modos de vibração e das acelerações espectrais correspondentes. Essa abordagem permite estimar os efeitos das solicitações sísmicas sobre a estrutura, considerando sua resposta dinâmica 

Por fim, são avaliados os níveis de tensão, os deslocamentos e os demais parâmetros estruturais relevantes, com o objetivo de identificar regiões críticas e verificar a integridade do equipamento. Os resultados são comparados aos critérios de aceitação estabelecidos pelas normas aplicáveis e pelas especificações do projeto, permitindo avaliar o atendimento aos requisitos de segurança e desempenho.

Todo o processo é documentado em um relatório técnico contendo a metodologia utilizada, as premissas adotadas, as configurações do modelo, as condições de contorno, os resultados obtidos e as conclusões. Dessa forma, a análise sísmica fornece resultados quantitativos que subsidiam a verificação e a validação do projeto estrutural.

Por que realizar uma análise sísmica com a VirtualCAE?

A simulação computacional permite avaliar o comportamento de estruturas antes da fabricação, instalação ou alteração do equipamento.

Entre os principais benefícios estão:

• identificação de regiões críticas;

• avaliação das tensões estruturais;

• determinação das frequências naturais;

• identificação dos principais modos de vibração;

• avaliação da participação de massa;

• análise de diferentes direções de excitação;

• verificação dos critérios normativos;

• determinação de fatores de segurança;

• suporte à validação e otimização de projetos;

• geração de documentação técnica para processos de qualificação.
  
  

Para equipamentos críticos, essa abordagem permite obter informações que dificilmente seriam identificadas apenas por meio de uma avaliação estática convencional.