Identificazione di danneggiamenti in strutture reticolari mediante frequenze di vibrazione e algoritmi euristici

Il presente elaborato ha come obiettivo l’identificazione dei danneggiamenti presenti in strutture reticolari in acciaio mediante l’utilizzo di frequenze di vibrazione e algoritmi euristici (processi iterativi non deterministici che simulano un fenomeno esistente in natura) nonché la valutazione della loro performance in presenza di rumore. Le analisi richieste vengono condotte mediante l’utilizzo del software MATLAB R2020a il quale è ampiamente adoperato in analisi numerica e programmazione computazionale. Oggigiorno, l’individuazione del danno presente nelle strutture civili sta diventando un’esigenza sempre più incalzante cosicché sono stati sviluppati diversi metodi di monitoraggio e di indagine non distruttiva. L’obiettivo principale del monitoraggio è determinare ed identificare il danno presente in un sistema strutturale mediante l’analisi dei cambiamenti di risposta del modello in esame. A questo scopo sono stati introdotti tre algoritmi euristici dell’intelligenza computazionale: Algoritmi genetici, Particle Swarm Optimization e Simulated Annealing, questi metodi inversi vengono impiegati nell’individuazione del minimo globale della funzione obiettivo che governa il problema. Per valutare la robustezza di questi metodi in funzione del rumore, è necessario far ricorso all’analisi modale per sistemi a più gradi di libertà che contribuisce alla determinazione delle frequenze sperimentali (‘f_exp’) e identificate (‘f_ID’) necessarie all’applicazione degli algoritmi. Infine, le analisi richieste si eseguono sulla base dei valori medi e delle deviazioni standard associate alle aste costituenti la struttura reticolare, per le diverse configurazioni di danno e di rumore previste. I risultati finali mostreranno che, in funzione delle analisi condotte per diverse configurazioni di danno, l’algoritmo genetico possiede una prestazione superiore rispetto agli altri metodi analizzati e costituisce un’euristica affidabile nella risoluzione del problema trattato.