Analiza dynamiczna MES

DLACZEGO ANALIZA DYNAMICZNA JEST WAŻNA

Bezpieczeństwo i komfort użytkowników

Konstrukcje budowlane stale narażone są na różnego rodzaju oddziaływania dynamiczne (te naturalne, ale również te powodowane przez człowieka, np. w efekcie pracy maszyn czy bliskości pojazdów kołowych lub szynowych). Przeprowadzenie analizy dynamicznej pozwala dokładnie zrozumieć, jak siły tego typu wpływają na konstrukcję i jakie są skutki związanych z nimi obciążeń. Dzięki temu możliwe jest zaprojektowanie budynku w sposób zapewniający bezpieczeństwo i komfort jego przyszłych użytkowników.

Optymalizacja projektu

Analiza dynamiczna umożliwia identyfikację słabych punktów konstrukcji, które wymagają dodatkowych wzmocnień lub zmian projektowych. W ten sposób projekt można zoptymalizować, a tym samym zapewnić jak najlepszą wytrzymałość i stabilność budynku przy minimalnym koszcie (wprowadzenie zmian jeszcze przed rozpoczęciem budowy).

Zgodność z przepisami

Przepisy prawne jasno określają konieczność wykonania analizy dynamicznej dla wszystkich obiektów konstrukcyjnych umieszczonych w zasięgu oddziaływania drgań. W Polsce są to m.in.: Norma PN-EN 1991 „Eurokod 1 – Oddziaływania na konstrukcje”, Dyrektywa budowlana UE 2010/31/UE czy Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Tym samym, bez przeprowadzenia analizy nie można otrzymać pozwolenia na budowę.

Minimalizacja kosztów

Przeprowadzenie analizy pozwala lepiej zrozumieć, jak konstrukcja będzie zachowywać się w miarę upływu czasu. W ten sposób można świadomie podejmować odpowiednie kroki mające na celu minimalizację kosztów utrzymania budynku w dłuższej perspektywie.

Zapobieganie awariom

Analiza dynamiczna to również sposób na identyfikację potencjalnych problemów, wynikających z drgań konstrukcji (mogących doprowadzić do poważnej awarii). Dzięki wcześniejszemu wykryciu problemów możliwe jest podjęcie odpowiednich kroków prewencyjnych i rozwiązanie sytuacji, zanim dojdzie do jakiegokolwiek uszkodzenia.

ANALIZA DYNAMICZNA - W CZYM MOŻEMY POMÓC?

Analiza potrzeb

Rozpoznanie potrzeb oraz ustalenie celu, zakresu i rodzaju analizy dynamicznej (np. czy potrzebna będzie również analiza spektralna lub analiza częstotliwościowa, całkowanie równań po czasie).

Analiza dynamiczna nowopowstałych inwestycji (w fazie projektowej)

Wykonanie symulacji drgań na projektowaną inwestycję przy pomocy programów inżynierskich Metody Elementów Skończonych. Oszacowanie wytrzymałości i bezpieczeństwa konstrukcji w warunkach rzeczywistych — podczas działania różnych obciążeń dynamicznych (np. wibracji maszyn, drgań komunikacyjnych).

Przeprowadzenie analizy dynamicznej w fazie projektowania pozwala dokonać zmian i poprawek jeszcze przed rozpoczęciem budowy, co może znacznie obniżyć koszty i czas wykonania inwestycji.

Analiza dynamiczna istniejących konstrukcji

Przeprowadzenie analizy dynamicznej istniejących konstrukcji w celu oceny ich stanu technicznego (działanie konieczne w przypadku wieloletnich inwestycji lub budynków szczególnie narażonych na duże obciążenia dynamiczne).

Analiza umożliwia wczesne wykrycie ewentualnych uszkodzeń lub wad konstrukcyjnych, co pozwala na podjęcie odpowiednich działań naprawczych i zminimalizowanie ryzyka awarii lub katastrofy.

Analiza częstotliwościowa

Identyfikacja częstotliwości drgań struktury, pobudzanych są przez jednostajne, harmoniczne obciążenie (np. drgania spowodowane ruchem maszyn).

W wyniku analizy częstotliwościowej można określić, jakie częstotliwości drgań są największe i jakie związane są z nimi amplitudy drgań.

Analiza modalna

Analiza modalna in situ często służy do walidacji modelu numerycznego MES. Jest ona identyfikacją drgań własnych konstrukcji (drgań występujących w sytuacji, gdy konstrukcja zostanie pobudzona jednym krótkim impulsowym sygnałem). Analiza wykorzystywana jest do zrozumienia sposobu, w jaki konstrukcja drga w odpowiedzi na siły zewnętrzne, generujące drgania mechaniczne. Stosowana w projektowaniu, kontroli jakości, diagnostyce i naprawie konstrukcji.

Analiza modalna skupia się na dokładnym określeniu właściwości dynamicznych obiektów za pomocą specjalistycznych narzędzi, takich jak mierniki, czujniki oraz wzbudniki drgań, a także skanery czy młotki modalne. To jedna ze skutecznych metod kontroli urządzeń mechanicznych oraz obiektów budownictwa lądowego; pozwala ona bowiem sprawdzić określone parametry konstrukcyjne, jak trwałość oraz stabilność. Jednocześnie jej zastosowanie może realnie zminimalizować ryzyko wystąpienia nagłych awarii. Przeprowadzamy szczegółową analizę modalną, następnie dokonując interpretacji wyników w kontekście określonych wymagań projektowych. Działamy zgodnie ze standardami oraz wytycznymi obowiązującymi w branży.

Pomoc w formalnościach

Załatwienie niezbędnych formalności związanych z uzyskaniem pozwolenia na budowę. Możliwość odpowiedzenia na pisma z np. PKP S.A., Metro Warszawskie Sp. z o.o., Tramwaje Warszawskie Sp. Z o.o., Tramwaje Śląskie S.A. itp.

Zabezpieczenie konstrukcji

Zabezpieczenie konstrukcji w sytuacji przekroczenia dopuszczalnego poziomu drgań — różne alternatywne metody (wzmocnienie konstrukcji, trafne delikatne zmiany jej geometrii, dodanie tłumików drgań, zmniejszenie obciążeń dynamicznych itp.).

W razie nadmiernie wysokich amplitud drgań możliwość zaprojektowania odpowiedniej przegrody (trenczu) w celu tłumienia drgań.

Analiza MES, czyli Metoda Elementów Skończonych, pozwala na dokonanie analiz statycznych i dynamicznych, przeprowadzenie analiz nieliniowych oraz termicznych, wykonanie analiz częstotliwościowych, a także weryfikację uzyskanych wyników. Metoda ta umożliwia również ocenę wpływu drgań na budynek oraz przebywających w nim ludzi, a także dokładne określenie wytrzymałości konstrukcji. Przy jej użyciu symuluje się między innymi potencjalne odkształcenia, naprężenia oraz przemieszczenia, a przy tym także dokonuje całkowania równania ruchu. Do głównych zalet analizy MES zalicza się możliwość uzyskania wyników dla układów o wysokim poziomie skomplikowania, dla których przeprowadzenie obliczeń analitycznych jest niemożliwe lub szczególnie czasochłonne. To właśnie za jej pomocą da się łatwo zrozumieć zachowanie konstrukcji, a także dokładnie przeanalizować wpływ różnego rodzaju parametrów na ostateczną wersję konstrukcji. Na tym jednak nie koniec. Wśród korzyści płynących z zastosowania analizy MES możemy wymienić optymalizację czasu pracy związanej z analizą wytrzymałościową poszczególnych części czy zmniejszenie kosztów związanych z budową prototypów.

Wykonujemy symulacje MES, pozwalające w bardzo szybki sposób sprawdzić parametry takie jak odkształcenia, naprężenia, wpływ temperatury na daną konstrukcję oraz przede wszystkim jej drgania (wibracje). Symulacja MES umożliwia dostosowanie projektu przed jego faktycznym wdrożeniem, co znacznie minimalizuje ryzyko powodzenia, a przy tym także zwiększa wydajność. Stosowane przez nas analizy MES i symulacje w procesie projektowania niosą ze sobą szereg korzyści, a przede wszystkim minimalizują ryzyko kosztownych modyfikacji w przyszłości. Czuwamy nad zleconymi nam projektami, pomagając w optymalizacji konstrukcji, a także zwiększeniu ich wytrzymałości oraz bezpieczeństwa – co przekłada się na ich późniejszą jakość oraz konkurencyjność. Przeprowadzamy symulacje MES z dbałością o każdy, nawet najmniejszy szczegół. Przekonaj się sam, nawiązując współpracę z Dynafea Solutions.

FAQ – PYTANIA I ODPOWIEDZI

#1 Gdzie stosowane są analizy MES?

Analizy MES znajdują swoje zastosowanie w szeroko pojętym budownictwie – szczególnie podczas tworzenia konstrukcji, które mogą być wysoce narażone na drgania (najczęściej na przykład pochodzenia komunikacyjnego). Symulacjom MES poddawane są między innymi konstrukcje mostów kolejowych, kładek dla pieszych czy budynków.

#2 Czy analiza dynamiczna jest konieczna?

Analiza dynamiczna pozwala na skuteczne przewidywanie, jak dany obiekt zachowa się pod wpływem obciążeń dynamicznych. Analiza dynamiczna pozwala na zmaksymalizowanie bezpieczeństwa konstrukcji przy jednoczesnej oszczędności czasu oraz zasobów. Brak analizy zwiększa ryzyko wystąpienia nieprzewidzianych problemów konstrukcyjnych – te natomiast mogą okazać się katastrofalne w skutkach. Co więcej, odpowiednio zaawansowana analiza dynamiczna, potrafi przewidzieć wpływ drgań na komfort ludzi. W dzisiejszych czasach bezpieczeństwo to podstawa, ale dodatkowo wymogi w zakresie analizy dynamicznej zostały zwiększone o czynnik ludzki, a więc komfort przebywania mieszkańców wewnątrz drgającej konstrukcji.

#3 Co umożliwia analiza MES?

Analiza MES umożliwia ujawnienie tych obszarów konstrukcji, które są szczególnie narażone na uszkodzenia oraz deformacje. Wczesna identyfikacja słabych punktów pozwala zapobiec ich wdrożeniu, zanim stałyby się one rzeczywistym problemem. Analizy MES pozwalają także na przetestowanie konstrukcji w ekstremalnych warunkach, bez narażania ludzi na niebezpieczeństwo; wszystko za sprawą symulacji tych warunków w bezpiecznym oraz w pełni kontrolowanym środowisku. Przestudiowanie uzyskanych wyników umożliwia inżynierom przewidzenie, a przy tym również zminimalizowanie potencjalnych skutków ekstremalnych warunków.

#4 W jakich fazach projektu szczególnie przydaje się analiza MES?

Analizy MES są przydatne niemal na każdym etapie projektu – począwszy od koncepcji, przez detaliczne fazy projektowania, kończąc na testach produkcyjnych oraz późniejszej eksploatacji. Symulacje MES wykorzystywane w do symulacji różnych scenariuszy oraz warunków działania po to by ocenić, jak projekt poradzi sobie w rzeczywistym świecie. Następnie analiza MES pozwala na optymalizację konstrukcji, znajdując swoje zastosowanie w przeprowadzaniu dokładnych analiz wytrzymałościowych, termicznych, dynamicznych i wielu innych; wszystko to pozwala na zoptymalizowanie kształtu, materiału oraz rozmiaru całej konstrukcji. W fazie testów, analiza MES używana jest do potwierdzenia, iż konstrukcja spełnia wszystkie wymagania projektowe.

#5 Czy analiza MES jest bezpieczna?

Tak. Analiza MES jest w pełni bezpieczna, a wykonana przez profesjonalny zespół specjalistów może przyczynić się do znacznego ulepszenia parametrów wielu konstrukcji.

DynaFEA Solutions

Specjaliści z zakresu modelowania komputerowego, analizy dynamicznej i nietypowych problemów obliczeniowych. Badamy wpływ drgań na konstrukcji i na ludzi.

Śledź Nas

Kontakt

DYNAFEA Solutions
ul. Siemianowicka 24a
40-301 Katowice
tel. +48886220598
e-mail: kontakt@dynafea.com
NIP: 6342600255
REGON: 387821027

Analiza dynamiczna

ANALIZA DYNAMICZNA KONSTRUKCJI BUDOWLANYCH

DLACZEGO ANALIZA DYNAMICZNA JEST WAŻNA

Szukasz partnera, który pomoże zaprojektować wytrzymałą i bezpieczną konstrukcję oraz sprawnie uzyskać pozwolenie na budowę?

JAKIE ANALIZY DYNAMICZNE WYKONUJEMY

Oferujemy pomoc w zakresie rozwiązywania problemów budynków umiejscowionych w pobliżu wymuszenia zmiennego w czasie (siły zewnętrzne i obciążenia, oddziałujące na konstrukcję, które zmieniają swoją wartość i kierunek w czasie).

Drgania komunikacyjne

Drgania maszyn

Poznaj nasze realizacje i sprawdź jakie analizy wykonaliśmy m.in. dla PKN ORLEN, YIT Development sp. z o.o., Soho Development S.A. Panattoni Europe Sp. z o.o.