Analisi Modale

L'analisi dei modi di vibrazione, o analisi modale, è una tecnica di analisi che consente di identificare i modi di vibrazione di una struttura, ognuno dei quali definito da frequenza, smorzamento, e forma modale. L'analisi viene eseguita eccitando opportunamente la struttura in esame,  calcolando con un analizzatore di spettro a due canali la funzione di risposta in frequenza (FRF) tra il segnale proveniente dal trasduttore di eccitazione e quello di risposta, ed elaborando questa informazione per una serie di coppie di punti adeguatamente scelti;  esistono  situazioni in cui è opportuno impiegare  eccitazioni multiple simultanee e/o  risposte multiple simultanee: in questi casi ovviamente si rende necessario l'impiego di un sistema multicanale, in sostituzione all'analizzatore di spettro a due canali.. Il risultato dell'indagine è una tabella contenente le frequenze con i relativi smorzamenti, ed un'animazione della struttura che mostra, per ogni frequenza individuata, il modo in cui l'oggetto in esame vibra a quella determinata frequenza. Le tre animazioni riportate sono riferite ad un'analisi modale eseguita su una piastra di metallo e mostrano i primi tre modi di vibrare individuati per quella specifica piastra. 

Modo a 73 Hz

Modo a 82 Hz

Modo a 142 Hz

Molti programmi di analisi modale consentono, una volta calcolato il modello matematico della struttura in esame, di simulare  modifiche su quest'ultima (variazioni di massa o di rigidezza) per prevedere l'influenza di queste sulla struttura. Alcuni programmi consentono inoltre di eseguire l'analisi di sensibilità, per individuare i punti della struttura dove si ha il massimo cambiamento di caratteristiche modali a fronte del minimo cambiamento strutturale. Oltre a quanto sopra è anche possibile eseguire la analisi della risposta alla eccitazione forzata, che permette di simulare il comportamento della struttura ad una determinata eccitazione nota.

Le applicazioni dell'analisi modale sono molteplici: tra queste possiamo a titolo di esempio ricordare lo studio e/o la modfica della dinamica di una struttura, l'individuazione di deterioramenti, la riduzione delle vibrazioni e/o del rumore, la validazione di modelli ad elementi finiti (FEM).