Identificazione del danno nelle strutture da dati vibrazionali: proposta di un metodo automatico per la stima della matrice di flessibilità nel dominio delle frequenze

Negli ultimi anni sono state svolte diverse ricerche mirate a sviluppare tecniche di monitoraggio e identificazione automatica del danno in strutture ed infrastrutture già esistenti mediante l’analisi della risposta alle vibrazioni ambientali. Una parte di queste tecniche si basa sulla definizione della Matrice di Flessibilità a partire da parametri modali: risulta pertanto necessaria la corretta identificazione modale e la conoscenza delle masse della struttura in esame. La presente trattazione illustra il processo di ricerca finalizzato all’elaborazione di un metodo originale di localizzazione automatica del danno che, pur avvalendosi della tecnica “Frequency Domain Decomposition”, non necessiti dell’identificazione modale della struttura o della stima accurata delle masse. Tale metodo si basa sull’applicazione di un algoritmo di stima di una Matrice di Flessibilità Empirica, denominata F*, mediante la quale è possibile confrontare le caratteristiche di rigidezza della struttura in diversi istanti temporali. Il principale vantaggio della tecnica proposta, confrontata ai metodi di individuazione del danno che impiegano la Matrice di Flessibilità Modale, è che non necessita di una regolare analisi dei dati vibrazionali effettuata da un operatore esperto. Infatti, dopo una fase preliminare volta a individuare i parametri che definiscono le condizioni di riferimento, l’algoritmo individua automaticamente l’insorgere del danno, localizzandolo. Il metodo proposto è stato definito e validato a partire dalla simulazione numerica del comportamento dinamico di strutture semplici. In una fase successiva l’algoritmo di localizzazione del danno è stato implementato a casi reali, impiegando dati vibrazionali forniti in letteratura su prove svolte in laboratorio e messi a disposizione della comunità scientifica ai fini della ricerca: gli ottimi risultati ottenuti confermano le potenzialità e l’efficacia del metodo.