Frequenze proprie
Le frequenze a cui la struttura tende a vibrare.
Guida tecnica · Monitoraggio strutturale
Analisi modale e identificazione dinamica delle strutture
Identificare il modo caratteristico di vibrare di una struttura a partire dalle vibrazioni misurate.
L'analisi modale restituisce i parametri dinamici dell'opera in una o più campagne di misura; non coincide con il monitoraggio continuo, che segue le grandezze nel tempo.
Che cos'è l'analisi modale
Ogni struttura possiede frequenze proprie e forme modali che descrivono come risponde alle vibrazioni. L'analisi modale le identifica a partire dalle accelerazioni misurate con accelerometri.
Con l'analisi modale operazionale (OMA) l'identificazione avviene in condizioni di esercizio, sfruttando le eccitazioni ambientali; tra le tecniche impiegate c'è la Stochastic Subspace Identification (OMA-SSI).
Cosa permette di identificare
Forme modali
La configurazione deformata associata a ciascun modo.
Smorzamenti
Stima della dissipazione associata ai modi identificati.
Risposta dinamica
Lettura del comportamento dell'opera sotto eccitazioni operative.
Confronto con il modello FEM
Quando pertinente, confronto tra parametri misurati e modello numerico per calibrarlo.
Base per osservazioni successive
Parametri di riferimento da confrontare con eventuali campagne o monitoraggi futuri.
Dalla misura all'identificazione
- 01Obiettivo e configurazione di misura
- 02Posizionamento degli accelerometri
- 03Acquisizione delle vibrazioni
- 04Elaborazione (OMA-SSI)
- 05Identificazione dei parametri modali
- 06Eventuale confronto con il FEM
Analisi modale e monitoraggio continuo
- L'analisi modale identifica i parametri in una campagna
- Il monitoraggio dinamico segue la risposta nel tempo
- Le due attività possono essere combinate se la domanda lo richiede
I parametri modali identificati vanno letti nel contesto dell'opera, della configurazione di misura e delle condizioni operative al momento dell'acquisizione.
Casi documentati
Impalcato di ponte — OMA-SSI con Artemis
Identificazione di frequenze e forme modali di un impalcato a partire dalle vibrazioni operative.
Torre storica — modello FEM con Midas
Forme modali e frequenze proprie del modello numerico per il confronto con i parametri misurati e la sua calibrazione.
Metodologie collegate
Approfondimenti del cluster monitoraggio e il confronto con la diagnostica puntuale.
Monitoraggio dinamico
Risposta vibrazionale osservata nel tempo.
Monitoraggio statico
Deformazioni, rotazioni e fessure nel tempo.
Reti di sensori SHM
Progettazione e gestione del sistema.
Controlli non distruttivi
Indagini puntuali su materiali e geometria.
Domande frequenti
- Che cosa misura l'analisi modale?
- Identifica frequenze proprie, forme modali e smorzamenti di una struttura a partire dalle vibrazioni misurate con accelerometri.
- Che cos'è l'OMA-SSI?
- È una tecnica di analisi modale operazionale che identifica i parametri modali dalle vibrazioni in condizioni di esercizio, senza eccitazione artificiale dedicata.
- A cosa serve il confronto con un modello FEM?
- Quando pertinente, il confronto tra parametri misurati e calcolati consente di verificare e calibrare il modello numerico dell'opera.
- Analisi modale e monitoraggio dinamico sono la stessa cosa?
- No. L'analisi modale identifica i parametri dinamici in una o più campagne; il monitoraggio dinamico osserva la risposta della struttura nel tempo e può usare l'analisi modale come strumento di elaborazione.