Argomenti di Ricerca

Analisi modale e identificazione di sistemi dinamici lineari.

Studio teorico e sperimentale di strutture vibranti complesse per mezzo di software di identificazione modale sviluppati dal Gruppo stesso, nel dominio del tempo, della frequenze e tempo-frequenza. Il Gruppo ha sviluppato molti algoritmi per l’analisi di strutture (aeronautiche, meccaniche e civili) eccitate da ingressi non misurabili: Deconvoluzione, Ibrahim Time Domain Method (ITD), Global Complex Exponential, Auto Regressive Moving Average Vectors (ARMAV), Stochastic Subspace Iteration (SSI), Wavelet Transform, Rational Fraction Polynomial (RFP) e Linear Identification by Polynomial Expansion in the Z-domain (LIPEZ).
 Tra le applicazioni operate con successo, si ricorda l'analisi di ponti, passerelle ed edifici soggetti a rumore ambientale o movimenti tellurici, l'analisi di autovetture su strada off-road, l’analisi di aeromobili in volo, l'analisi di macchine a ciclo continuo durante la produzione. Nello stesso ambito di ricerca si inseriscono le indagini sull’up-dating dei modelli agli elementi finiti, basato su prove dinamiche sperimentali.

Identificazione ed analisi dinamica di sistemi non-lineari.

Sono stati concepiti e sviluppati numerosi metodi per l’identificazione di sistemi non-lineari, applicati sperimentalmente su diverse strutture; sono approcci di varia natura e permettono di identificare la presenza, la tipologia e/o parametri non-lineari dei sistemi vibranti: la trasformata di Hilbert, il "Restoring Force Mapping", le serie di Volterra e di Wiener, i modelli NARMAX, il metodo Conditioned Reverse Path (CRP) e più recentemente, i metodi NIFO, NSI e NIPEZ.

Diagnostica predittiva e monitoraggio di cuscinetti e sistemi rotanti.

Le tecniche sviluppate hanno permesso la stesura di software per individuare la presenza di danneggiamenti di cuscinetti e ingranaggi al momento della loro insorgenza, sulla base di misure vibrazionali e di altri parametri. L'analisi dei segnali è condotta attraverso tecniche molto differenziate, per estrarre il maggior numero possibile di informazioni (kurtosis, distribuzioni statistiche, inviluppo e normalizzazione, demodulazione, Wavelet Packets, Spectral Kurtosis, Empirical Mode Decomposition, Stochastic Resonace, Principal Component Analysis etc…), al fine di determinare lo stato di salute della macchina, minimizzando i falsi allarmi e massimizzando le capacità di identificazione del danno.

Sono presenti macchine rotanti per la verifica e la validazione degli algoritmi, sviluppate nell’ambito di programmi regionali ed europei, che permettono il controllo continuo delle velocità angolari, delle forze applicate, delle temperature, nonché la possibilità di inserire danneggiamenti volontari.

Materiali viscoelastici: identificazione e modellazione.

I materiali viscoelastici sono studiati sia per la loro caratterizzazione, sia per la predizione / modellazione dello smorzamento di strutture complesse.
 Per quanto riguarda l'identificazione, il DIRG ha sviluppato un software per la stesura delle "master curves", funzione di frequenza e temperatura; è stato anche sviluppato un software per l’ottimizzazione dello smorzamento di piastre e travi multistrato, anche con coperture parziali.  Oltre ai numerosi articoli, è stato anche pubblicato un volume ( Viscoelastic Material Damping Technology ) su tali argomenti.

Sistemi di sospensione passivi e semiattivi.

Oltre allo studio dei supporti viscoleastici passivi, sono stati sviluppati un tassello e una boccola idroelastici semi-attivi ad accordatura regolabile, oggetto di brevetto, che permettono di ottimizzare lo smorzamento in funzione della struttura da isolare. Ampi studi sono stati condotti anche sui sistemi di ammortizzamento autoveicolistico, per migliorarne le prestazioni e per risalire al calcolo del profilo strada dalla misura delle accelerazioni alla ruota.

Interazione pantografo-catenaria

Lo studio dell’interazione tra pantografo e catenaria è un aspetto importante dell’ingegneria in ambito ferroviario in quanto la trasmissione di potenza elettrica è strettamente correlata alla bontà del contatto. All’aumentare della velocità del treno diventa sempre più difficile assicurare un contatto senza interruzioni a causa delle oscillazioni della linea aerea. La difficoltà di condurre misurazioni sperimentali rende necessario il ricorso a opportuni modelli non lineari, capaci di descrivere il comportamento della linea aerea.
Un dettagliato modello a elementi finiti, comprensivo di varie campate, è stato sviluppato, affinato e infine certificate.