Accelerometri e sensori per analisi modale e strutturale in applicazioni marittime

Solutions from Kistler for towing tank tests, ship model testing and ditching

Le vibrazioni strutturali e i danni conseguenti possono compromettere la struttura della nave, il comfort dell’equipaggio e la durata delle apparecchiature delle navi. Le tecnologie di misurazione di Kistler supportano gli ingegneri nell’acquisizione dei dati necessari per l’analisi modale e strutturale in applicazioni marittime, consentendo di definire in modo univoco la risposta della struttura, per poterla valutare rispetto alle specifiche di progetto.

Durante la navigazione, le navi sono continuamente esposte a carichi variabili causati dalle onde che sottopongono l’imbarcazione a movimenti e deformazioni dello scafo rigido. Le deformazioni possono essere di due tipi: quasi statiche e dinamiche. La risposta dinamica di un’imbarcazione si può descrivere sulla base dei suoi parametri modali. Due aspetti decisivi per la risposta dinamica delle navi sono i fenomeni di “springing” e “whipping”. Il termine “springing” (che letteralmente significa “sobbalzare”) indica la risposta di risonanza ai carichi indotti in modo continuo dalle onde. Con il termine “whipping” si intendono invece le vibrazioni elastiche transitorie dello scafo della nave. Le vibrazioni causate dal fenomeno di whipping provocano in genere accelerazioni maggiori che possono causare sollecitazioni più forti e aumentare lo stress.

Soluzioni impermeabili, compatte e a basso rumore

Gli accelerometri sono la soluzione preferenziale per misurare il segnale di risposta dinamica della nave durante la navigazione. Per questo tipo di analisi modale operativa (OMA) si utilizzano sia accelerometri standard che in classe di protezione IP68, che devono soddisfare numerosi requisiti tecnici: tenuta impermeabile (anche fino a pressioni di 10 bar/150 psi), leggerezza e dimensioni compatte (per evitare gli effetti dei carichi di massa), ampio intervallo di misura e specifiche di basso rumore per misurare segnali molto deboli.

Basso rumore

Le prestazioni a basso rumore degli accelerometri con elementi sensibili in ceramica consentono la misurazione di segnali molto deboli, tipici dell’analisi modale.

Risposta in frequenza piatta

I sensori modali IEPE di Kistler si contraddistinguono per la risposta in frequenza piatta ripetibile, soprattutto alle basse frequenze. Su richiesta, sono inoltre disponibili certificati di calibrazione in bassa frequenza specifici e descrizioni della risposta di fase. Kistler offre accelerometri capacitivi MEMS per indagini dei parametri modali fino alle bassissime frequenze.