Ricostruzione del campo vettoriale di vibrazione in 3D

Vibrometria laser multi-vista con un solo strumento per superfici curve e complesse

Nell'analisi modale e nelle prove di forma operativa di deflessione (ODS) su gusci, pannelli leggeri, pale, componenti veicolo o elementi civili, il moto reale della struttura include spesso componenti fuori piano, in piano e rotazioni locali che una misura lungo una sola direzione non riesce a descrivere correttamente: il dato raccolto è una proiezione del movimento, non il movimento stesso. Ottenere il campo di velocità 3D completo su queste geometrie ha richiesto finora sistemi multi-testa con bracci robotici: soluzioni costose, lente da allestire e poco adattabili a contesti diversi.

Il vibrometro laser Q2 acquisisce più viste della stessa superficie con lo stesso strumento, spostandolo attorno al componente invece di moltiplicare i sensori. Le diverse acquisizioni vengono registrate in un unico sistema di coordinate tramite marcatori sferici di riferimento; per ogni punto visto da almeno tre direzioni indipendenti, le tre componenti del vettore velocità vengono risolte dalle proiezioni lungo la linea di vista con un algoritmo ai minimi quadrati pesati, e le viste aggiuntive migliorano la robustezza della stima.

Per ciascun punto della superficie il sistema calcola anche indicatori di qualità locali - numero di osservazioni disponibili, residui della stima e condizionamento geometrico della configurazione di vista - utili per valutare l'affidabilità del dato prima di procedere con l'analisi. Il campo di moto 3D risultante è esportabile verso i pacchetti di analisi modale e FEA più diffusi, per correlazione con il modello, analisi delle forme operative di deflessione (ODS) e stime di deformazione, ed è utilizzabile in laboratorio, in stabilimento o sul campo senza allestimenti dedicati.

Lo stesso strumento copre sia la metrologia sia la vibrometria, senza una campagna di calibrazione per ciascun punto di misura: un vantaggio diretto rispetto ai sistemi multi-testa, sostituiti da un'unica configurazione compatta e trasportabile.

 

L'analisi modale di superfici estese o difficili richiede di acquisire molti punti di vibrazione mantenendo coerenza di fase tra le misure, condizione che gli approcci a scansione sequenziale faticano a garantire. Questo sistema risolve il problema acquisendo 65 punti simultanei con tecnologia FMCW, restituendo mappe di vibrazione dense e coerenti anche su superfici scure o porose che mettono in difficoltà i sistemi ottici convenzionali.

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