Análisis modal operacional. Determinación de factores de escala y procesado de los resultados experimentales para el análisis tensional

Abstract

El análisis modal operacional se basa en la medida de la respuesta de la estructura usando sólo la excitación del ambiente y las fuerzas de servicio que actúan sobre la misma, al objeto de obtener una descripción modal de la estructura bajo sus condiciones reales de operación. Sin embargo, en el estado actual del conocimiento, dicha técnica se encuentra todavía en una fase temprana de desarrollo, en la que un problema importante, aun no resuelto, es el escalado de los modos de vibración. Efectivamente, su principal inconveniente, radica en que al ser la excitación desconocida, los modos de vibración obtenidos resultan no escalados, por lo que es necesario recurrir a un procedimiento adicional para calcular los factores de escala. El otro problema radica en que los resultados experimentales sólo proporcionan valores discretos de las amplitudes modales en aquellos puntos en los que se ubican los acelerómetros. Esto plantea un serio inconveniente, dado que para llevar a cabo un análisis tensional, que permita caracterizar completamente el comportamiento resistente de la estructura, se precisa un campo de desplazamientos continuos, a partir del cual puedan calcularse las curvaturas. En la presente Tesis, después de la introducción y de los fundamentos sobre análisis modal, se aborda la determinación de factores de escala en el análisis modal operacional, analizando la influencia de diversas variables en el cálculo de los mismos, para seguidamente, realizar un estudio analítico y experimental con las distintas expresiones disponibles en la actualidad para su cálculo. Posteriormente, se afronta la conveniencia de definir una estrategia de modificación de masa orientada a perturbar el comportamiento dinámico de la estructura, y se proponen unas recomendaciones prácticas. Se continúa con el análisis de sensibilidad, aplicado a la alteración de los parámetros modales, y la relación existente entre el MAC (Modal Assurance Criterion) y la modificación de masa. Finalmente, se desarrolla una metodología de interpolación, que permita, a partir de los resultados experimentales de las amplitudes modales en puntos discretos, generar valores continuos en toda la estructura.