El análisis modal es una técnica de análisis dinámico de estructuras que tiene como objetivo la estimación de propiedades dinámicas tales como las frecuencias y los modos naturales de vibración y el amortiguamiento.
Se suelen utilizar el método de Elementos Finitos para desarrollar el análisis ya que las tuberías adoptan formas arbitrarias y los resultados de los cálculos son mejores. Los tipos de ecuaciones que surgen del análisis modal son vistas en Sistemas Propios. La interpretación física de los Autovalores y Autovectores, resultados del sistema, representan las frecuencias y modos de vibrar correspondientes.
Normalmente los modos de vibración críticos corresponden a las frecuencias menores, al ser éstas los modos predominantes y aquellos que involucran mayor masa. Dependiendo del cálculo que se realice, la masa que se necesita capturar en el estudio modal varía. Así, los modos calculados para análisis sísmicos tendrán como límite una frecuencia menor que los usados para un golpe de ariete.
La discretixación de masa de la imagen muestra cómo AutoPIPE calcula la distancia óptima entre nodos. Para la frecuencia indicada, éste divide cada elemento hasta en otros 10, pudiendo aumentar la cantidad de nodos del sistema hasta los 100.000.
Los modelos de masa más utilizados son:
AutoPIPE distribuye la masa en múltiples puntos en la tubería y utiliza un modelo de Masa concentrada y lo resuelve por Elementos Finitos con una gran precisión.
Otros programas utilizan métodos de masa consistente para aumentar la velocidad, pero presentan más error.
La pequeña diferencia entre el cálculo teórico y el de AutoPIPE se debe a que el cálculo teórico asume un anclaje de rigidez infinita y el AutoPIPE utiliza un valor de 2E9 N.m/deg. Por su exactitud AutoPIPE es uno de los dos programas aceptados para análisis dinámico de instalaciones nucleares críticas (El otro programa aceptado es el ANSYS©).