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Come è possibile notare da quest’ultima immagine, le accelerazioni sperimentali, presentano, per la prima volta in tutti i casi esaminati, un rumore di fondo e dei disturbi più importanti di quelli percepiti per mezzo delle simulazioni. Tale aspetto è tantopiù vero se inoltre si considera che il campionamento sperimentale è avvenuto su una durata pari a 40 volte quella simulata (60s sperimentale, 1.5s simulata) e, pertanto, lo spettro d’inviluppo empirico, ed il relativo rumore, si estende verso frequenze molto più elevate. Aspetto che, appunto, favorisce il significativo abbassamento dei picchi di ampiezza alle frequenze caratteristiche.
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Figura 6.19, andamento nel tempo delle accelerazioni simulate del “caso 5”, valutate su un intervallo di 1s
Figura 6.20, andamento nel tempo delle accelerazioni sperimentali filtrate del “caso 5”, valutate su un intervallo di 1s
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Osservando le due rappresentazioni fornite, è possibile notare, ancora una volta, la validità delle considerazioni effettuate per i casi precedenti, in merito a discostamento nelle ampiezze registrate, nonché “densità” e pulizia generale del segnale. Anche in questo caso, inoltre, l’introduzione di quote di carico aggiuntive si è tradotta in un aumento delle vibrazioni sia sperimentali, sia simulate. Infatti, i valori massimi registrati all’interno dei diagrammi accelerazione-tempo del “caso 5” sono aumentati risetto al “caso 4” in modo simile a come quelli di quest’ultimo erano aumentati rispetto al “caso 1”.
Non essendo possibile fornire ulteriori digressioni rispetto agli andanti precedentemente illustrati, si procede riportando, di seguito, la rappresentazione dello spettro d’inviluppo simulato per il “caso 5”
(Figura 6.21).
Figura 6.21, spettro d’inviluppo delle accelerazioni simulate del “caso 5”
Lo spettro d’inviluppo dei risultati restituiti dal simulatore nel “caso 5” presenta un evidente picco di ampiezza in corrispondenza del primo multiplo del 𝐵𝑃𝐹𝑂, mentre il secondo multiplo risulta di difficile identificazione. Il picco sul terzo multiplo, invece, appare nuovamente sufficientemente ben definito. In tal senso, i risultati ottenuti ricalcano abbastanza fedelmente quanto visto nel “caso 1”, anche se, come prevedibile a valle dell’aumento delle vibrazioni registrate, l’ampiezza del picco massimo è inevitabilmente aumentata. Si sottolinea, infine, come tale simulazione abbia restituito uno degli spettri meno disturbati dal rumore di fondo, per quanto concerne le analisi effettuate per mezzo del modello.
Si riporta, ora, l’equivalente spettro d’inviluppo sperimentale (Figura 6.22), nella pagina seguente.
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Figura 6.22, spettro d’inviluppo delle accelerazioni sperimentali filtrate del “caso 5”
Osservando lo spettro d’inviluppo delle accelerazioni sperimentali rilevate per il “caso 5”, appare nuovamente evidente la concomitanza dei picchi di ampiezza in corrispondenza delle frequenze caratteristiche, nonostante la presenza della solita lieve sottostima delle frequenze per effetto del filtraggio. Anche qui, tuttavia, come era avvenuto per il “caso 4” sono presenti le tracce di un disturbo esterno, tradottosi in un rumore di fondo non efficacemente filtrato, come visibile per mezzo della
“fascia blu” di accelerazioni di ampiezza modesta distribuite lungo tutte le frequenze dello spettro ed i piccoli picchi di disturbo a bassa frequenza. Conseguentemente, anche in questo caso, l’ampiezza massima dei picchi delle frequenze caratteristiche è risultata ridotta, rispetto al valore previsto.
Tuttavia, il livello di compromissione del segnale è molto ridotto se confrontato con quanto visto precedentemente nel “caso 4”, dal momento che la sottostima delle ampiezze è inferiore ad un ordine di grandezza. Ne consegue che, sebbene i valori restituiti dallo spettro d’inviluppo dei dati sperimentali siano offuscati dalla presenza del rumore di fondo, essi sono comunque confrontabili, in buona approssimazione, con gli andamenti simulati.
Si riporta, infine, il solito diagramma di sovrapposizione degli spettri d’inviluppo relativi le accelerazioni sperimentali e quelle simulate corrette per mezzo del fattore
. (Figura 6.23), all’interno della pagina seguente.
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Figura 6.23, confronto tra gli spettri d’inviluppo delle accelerazioni simulate divise per un fattore 3.5 (in blu) e le accelerazioni sperimentali filtrate (in rosso) per il “caso 5”
Come è possibile notare dalla precedente immagine, le accelerazioni sperimentali, così come quelle simulate, hanno manifestato picchi nell’intorno delle stesse frequenze caratteristiche evidenziando, nuovamente, la validità dei risultati in tal senso. Tuttavia, a causa della presenza del rumore di fondo nella raccolta dei dati empirici, è possibile vedere chiaramente il distacco tra i picchi di ampiezza previsti e quelli rilevati.
Tale problematica di discrepanza tra le ampiezze sperimentali e quelle simulate nei vari spettri d’inviluppo, essendosi manifestata molteplici volte all’interno dei casi di studio, anche per effetto di cause differenti, evidenzia come il confronto tra i valori di ampiezza possa essere fallace. Tuttavia, la rilevazione delle frequenze eccitate è sicuramente rappresentativa per determinare la presenza di difetti.
Pertanto, i conclude osservando come i risultati delle simulazioni trovino corrispondenza con le prove sperimentali eseguite in termini di frequenze caratteristiche eccitate per ognuno dei casi studiati, fatta eccezione, ovviamente, per il “caso 3”. Ora, un simile risultato sembra suggerire che l’identificazione di picchi di eccitazione delle accelerazioni sperimentali in corrispondenza del 𝐵𝑃𝐹𝑂 sia, in realtà, sufficiente per rilevare la presenza di difetti. Tuttavia, ciò risulta vero solamente nell’ipotesi di valutare il semplice caso della presenza di un singolo difetto. Tale condizione, tuttavia, non trova riscontro nella pratica ingegneristica, in quanto i difetti non sono, quasi, mai isolati. L’utilità del modello subentra, pertanto, nella valutazione di casi di sollecitazione più complessa, per esempio, con l’introduzione di un secondo difetto. Simili condizioni di sollecitazione, tuttavia, non state analizzate all’interno della seguente tesi, il cui scopo ultimo era quello di verificare la funzionalità del modello sviluppato per mezzo di semplici prove di sollecitazione. Eventuali sviluppi futuri sono consigliati in tal senso.
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Capitolo 7
7 Conclusioni e sviluppi futuri
Nel seguente, e conclusivo, capitolo vengono analizzati gli esiti in merito allo sviluppo dell’intero progetto, evidenziandone punti di forza ed eventuali limiti, relativi le capacità del modello realizzato.
Infine, alcune proposte per la risoluzione di tali limiti vengono avanzate, così come alcuni possibili percorsi di arricchimento del codice e della FEM, utili al potenziamento delle capacità e della flessibilità del simulatore.