Todo sistema possui ao menos uma frequência natural de vibração. A frequência natural é uma característica do sistema e depende do modo como ele é construído, e é determinada por sua composição e geometria.
Ressonância
Quando este sistema for excitado por uma fonte externa com frequência igual a sua frequência natural, ocorre o fenômeno físico chamado ressonância. A ressonância implica na superposição de ondas, fazendo com que o sistema vibre com amplitudes cada vez maiores. Não podemos falar de ressonância sem lembrar do icônico caso da Ponte de Tacoma.
Ao se projetar uma peça, precisamos saber em que meio ela será utilizada. Caso exista uma fonte de excitação periódica exercendo quaisquer tipos de esforços sobre a peça, é necessário conhecer suas frequência naturais para que não ocorra a ressonância. Mas como isso é feito?
Análise Modal
Um dos métodos utilizados para determinar a frequência natural de sistemas mecânicos é a Análise Modal. Uma das vantagens deste método é que não é necessário o conhecimento do carregamento ou das condições de contorno impostas ao sistema. Basta sabermos sua composição e geometria que é possível determinar a frequência natural, isto é possível pois os únicos parâmetros necessários são massa e rigidez.Tendo conhecimento desta frequência, é possível compara-la com as fontes de excitação periódica do meio e redimensionar a peça para que sua frequência natural não coincida com a frequência da fonte de excitação.
A Análise Modal faz parte da Análise Estrutural de um sistema, e é indispensável realizar esta analise ao se projetar quaisquer tipo de sistema mecânico.
Projeto Realizado pela OTMZA: Análise de vibrações numa Turbina Tesla
A empresa Prossumir procurou a OTMZA para obter uma análise em uma de suas turbinas. Assim, foram realizados cálculos analíticos a fim de determinar a existência ou não da ressonância por precessão no rotor de uma turbina Tesla de alta rotação. Era conhecido a faixa de rotação onde ocorriam vibrações na estrutura, porém não estava determinado qual o tipo do fenômeno que as causavam. Após a análise, foi concluído que o fenômeno vibratório observado no rotor não era causado por precessão, mas por outro fenômeno.
