Correlação numérico-experimental e ajuste de modelo vibratório de um painel de fuselagem utilizando o Método de Elementos Finitos

Abstract

A validação de modelos numéricos é uma etapa crítica no desenvolvimento de estruturas aeronáuticas, assegurando que as previsões computacionais reflitam com precisão o comportamento físico real. Este trabalho apresenta o desenvolvimento e o ajuste de um modelo vibratório de um painel de alumínio reforçado, representativo de uma seção de fuselagem, utilizando o Método de Elementos Finitos (FEM) e dados de Análise Modal Experimental (EMA). A metodologia numérica investigou três estratégias de modelagem de conexões (Contato Colado, Elementos Rígidos RBE2 e Malha Única), sendo a técnica de Malha Única selecionada para a etapa de atualização devido à sua melhor correlação com a resposta dinâmica global. Experimentalmente, o painel foi ensaiado em condição livre-livre utilizando excitação por \textit{shaker} eletrodinâmico, sendo identificados 51 modos de vibração através do algoritmo PolyMAX. A correlação inicial revelou discrepâncias sistemáticas de frequência e uma diferença de massa de 1,1\% devido a elementos não modelados. Através de uma análise de sensibilidade, foi realizado o ajuste paramétrico da densidade efetiva e do módulo de elasticidade nas conexões. O modelo final ajustado apresentou um maior espaçamento entre as frequências naturais dos modos globais de flexão, situando-se mais próximos às frequências medidas, trazendo uma melhora na correlação de formas modais (MAC). Os resultados validam a metodologia proposta para a obtenção de modelos FEM confiáveis para uso em projetos aeronáuticos.