La dinamica strutturale riguarda la caratterizzazione delle proprietà strutturali e il comportamento delle strutture quando vengono sottoposte a varie forze fisiche. Che si tratti di una pala di turbina eolica che vibra in una burrasca offshore, di un aereo che subisce una turbolenza o di un macchinario che deve affrontare vibrazioni autogenerate, queste forze mettono alla prova l'integrità strutturale.
Sebbene le strutture debbano essere resistenti e rigide, un'eccessiva ingegnerizzazione può essere inutile e costosa, soprattutto quando si tratta di peso. E alcune strutture, come i supporti del motore, non devono essere eccessivamente rigide, perché devono assorbire le vibrazioni per migliorare il comfort.
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La dinamica strutturale riguarda la caratterizzazione delle proprietà strutturali e del comportamento delle strutture. Le proprietà strutturali sono espresse in una serie di parametri modali, ognuno dei quali consiste in una forma di modo con una frequenza naturale (di risonanza) e un valore di smorzamento associati. I parametri modali derivano da un modello matematico che descrive la relazione tra gli ingressi e le uscite e possono essere ottenuti utilizzando l'analisi modale classica o l'analisi modale operativa (OMA).
Nell'analisi modale classica, la struttura viene eccitata utilizzando martelli a percussione o eccitatori modali (shaker modali), mentre nell'analisi modale operativa si utilizza l'eccitazione naturale. In entrambi i casi, la risposta viene tipicamente misurata con accelerometri.
Determinare come gli urti influenzano una struttura è un tipo speciale di caratterizzazione strutturale. A tal fine, si utilizza lo spettro di risposta agli urti (SRS) calcolato dai transitori nel dominio del tempo.
Il comportamento strutturale viene osservato utilizzando tecniche come l'analisi delle forme di deflessione operativa (ODS) per determinare i modelli di vibrazione delle strutture in varie condizioni operative o utilizzando il monitoraggio permanente della salute strutturale (SHM) per seguire lo stato strutturale in modo continuo e determinare la gestione della salute necessaria della struttura.
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Le strutture sono spesso progettate utilizzando modelli di elementi finiti (FE) e i loro modelli geometrici e le previsioni dei risultati sono molto utili per ottimizzare i test.
L'importazione di modelli FE dettagliati non solo consente di creare modelli di prova più semplici, ma anche molto accurati. I Modelli FE la aiutano anche a definire le DOF di eccitazione e risposta ottimali per ottenere i migliori risultati di prova possibili. Le previsioni FE possono essere correlate con i risultati dei test e i dati dei test possono essere importati nuovamente negli strumenti di simulazione per aggiornare i modelli FE.
