Indagini dinamiche

La determinazione del comportamento dinamico di sistemi lineari mediante prove sperimentali è detta Analisi Modale Sperimentale (EMA); queste procedure consentono di identificare le proprietà

dinamiche della struttura in termini di:

• frequenze naturali;
• smorzamenti;
• forme modali.

Le procedure di Analisi Modale Sperimentale sono basate su un input noto. Imprimendo al manufatto una sollecitazione nota (modulabile, con vibrodina, o impulsiva) è possibile, quindi, misurare la risposta del manufatto stesso.

Ripetendo le misurazioni in vari punti della struttura si può ricavare il comportamento dinamico di quest’ultima; l’uso di tecniche di analisi Fast Fourier Transform (FFT), convertendo i segnali dal dominio del tempo (in cui si effettuano le registrazioni) a quello della frequenza (in cui si individuano gli output), permette l'estrazione dei parametri modali.

È possibile quindi, mediante la lettura dei picchi nell’andamento degli spettri di risposta, identificare le frequenze naturali, i corrispondenti modi vibrazionali e gli smorzamenti.

Le tecniche di analisi modale trovano oggi sempre maggiore applicazione in campo ingegneristico: infatti, accade spesso che le proprietà dinamiche valutate con un’analisi agli elementi finiti differiscano da quelle effettive della struttura.

L’EMA (Experimental Modal Analysis) rappresenta il più dettagliato dei metodi di indagine dinamica utilizzato per la caratterizzazione di una struttura sottoposta a vibrazioni.

Tendenzialmente l’Analisi Modale Sperimentale si applica allo studio di solai o di balconi per i quali, a differenza di interi edifici, non è sufficiente fare uso delle sole vibrazioni ambientali (traffico, vento, movimento macchine operatrici, ecc...) per trarre le dovute informazioni; quindi, tramite l’utilizzo di un martello strumentato, come sorgente di una forzante impulsiva vibrazionale, si eccita la superficie in intervalli di tempo regolari e se ne registra l’andamento spaziale in funzione del tempo.

Gli obiettivi da raggiungere mediante queste prove sperimentali sono:

• acquisire le variazioni temporali delle accelerazioni imposte dalle vibrazioni;
• elaborare lo spettro in frequenza tramite la FFT (Fast Fourier Transform);
• identificare i modi propri di vibrare;
• fornire una stima percentuale dello smorzamento relativo alle frequenze relative ai modi di vibrare;
• descrivere nel complesso il comportamento della struttura agli stimoli subiti.

Indagini Strutturali srl implementa il piano di indagini analizzando l’aspetto dinamico di una struttura (richiesto altresì dalle Normative tecniche sulle Costruzioni) estrapolando così informazioni sul comportamento della struttura, sul suo stato di conservazione, e sulle caratteristiche di risposta ad eccitazioni dinamiche di vario tipo, come ad esempio quella sismica.

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