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http://riu.ufam.edu.br/handle/prefix/9721| metadata.dc.type: | Trabalho de Conclusão de Curso |
| Title: | Desenvolvimento de um programa computacional para análise modal de estruturas reticuladas planas |
| Other Titles: | Development of a computational program for modal analysis of frame structures |
| metadata.dc.creator: | Silva, Erli Gomes da |
| metadata.dc.contributor.advisor1: | Soares, Henrique Barbosa |
| metadata.dc.contributor.referee1: | Fonseca, Régis Pamponet da |
| metadata.dc.contributor.referee2: | Silva, Wagner Queiroz |
| metadata.dc.description.resumo: | Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um programa computacional em linguagem Python para a análise modal de estruturas reticuladas planas, com foco na determinação das frequências naturais e das formas modais associadas. A formulação adotada baseia-se no Método da Rigidez Direta, com implementação do elemento de pórtico plano e montagem das matrizes globais de rigidez e de massa, considerando matriz de massa consistente. A partir da aplicação das condições de contorno, o problema modal foi resolvido na forma de autovalores generalizada, utilizando as submatrizes correspondentes aos graus de liberdade livres. O modelo estrutural foi definido por meio de planilhas eletrônicas, permitindo padronização da entrada de dados e organização dos resultados. A validação do programa foi realizada por comparação com o Autodesk Robot Structural Analysis Professional, adotado como referência comercial, em dois exemplos de pórticos planos com diferentes arranjos. Como resultado para os três primeiros modos de vibração, observou-se concordância próxima entre as frequências naturais obtidas, com erros relativos da ordem de 1%, indicando consistência na implementação das rotinas de montagem matricial, aplicação de restrições e solução numérica do problema modal. O programa desenvolvido constitui uma ferramenta reprodutível e de caráter didático, aplicável a estudos preliminares do comportamento dinâmico de estruturas planas dentro das hipóteses de linearidade e vibração livre não amortecida. |
| Abstract: | This study develops a Python based computational program for the modal analysis of planar reticulated structures, with emphasis on determining natural frequencies and the corresponding mode shapes. The formulation is based on the Direct Stiffness Method, incorporating the plane frame element and assembling the global stiffness and mass matrices with a consistent mass formulation. After the enforcement of boundary conditions, the modal problem is cast and solved as a generalized eigenvalue problem using the reduced submatrices associated with the free degrees of freedom. The structural model is defined via spreadsheet input files, which standardize data entry and facilitate the organization of output results. Program validation is carried out by comparison with Autodesk Robot Structural Analysis Professional, adopted as a commercial reference, using two planar frame examples with distinct layouts. For the first three vibration modes, close agreement is obtained between the computed natural frequencies, with relative errors on the order of 1%, indicating consistency in the implementation of the matrix assembly routines, constraint handling, and numerical solution of the modal problem. The resulting program constitutes a reproducible and pedagogical tool, suitable for preliminary studies of the dynamic behavior of planar structures under the assumptions of linear response and undamped free vibration. |
| Keywords: | Análise modal Método da rigidez direta Pórtico plano Python |
| metadata.dc.subject.cnpq: | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA ENGENHARIAS |
| metadata.dc.language: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| metadata.dc.publisher.department: | FT - Faculdade de Tecnologia |
| metadata.dc.publisher.course: | Engenharia Civil - Bacharelado - Manaus |
| metadata.dc.rights: | Acesso Aberto |
| metadata.dc.rights.uri: | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
| URI: | http://riu.ufam.edu.br/handle/prefix/9721 |
| metadata.dc.subject.controlado: | . . . |
| Appears in Collections: | Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação - Engenharias |
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