P: Quais são alguns dos principais desafios que os laboratórios de testes sísmicos enfrentam hoje em dia?
Peter Gunness: Os cientistas começaram a medir os registros de aceleração de terremotos em meados do século XX, povoando as bases de dados atuais com milhares de registros de movimento de terra. Os terremotos de maior movimento de terra que causam mais danos e mortes têm atributos únicos, portanto, cada grande terremoto nos ensina algo novo. Isto exige sistemas de teste para a simulação de todos os cenários sísmicos possíveis para validar a prontidão antissísmica. Como muitos grandes terremotos exercem forças de uma maneira única, muitas vezes provocam mudanças nos códigos de construção estrutural, nos padrões de testes de qualificação e nos requisitos de equipamentos de testes sísmicos.
Todos querem testar corpos de prova o mais próximo possível da escala total, pois isso proporciona as mais precisas e puras simulações de comportamento de corpos de prova do mundo real. Entretanto, como os testes sísmicos estruturais envolvem edifícios, segmentos de pontes e outros artigos de teste extremamente grandes e pesados, os requisitos de potência e espaço para testes em tamanho quase real tornam-se proibitivos em termos de custo. Os laboratórios têm que trabalhar com um modelo de realidade em escala, que introduz imprecisões que devem ser contabilizadas durante os testes.
A maioria dos terremotos tem um conteúdo muito baixo de frequência e de grande deslocamento, mas quando são testados corpos de prova de modelos em escala, a compressão do eixo temporal aumenta o conteúdo de frequência e reduz o deslocamento. Isto apresenta desafios de projeto e servo-controle, pois o sistema precisa funcionar em uma faixa de frequência relativamente grande e os corpos de prova são montados diretamente sobre a mesa de vibração. A massa adicionada do corpo de prova afeta tanto o ajuste da mesa quanto a resposta.
Além disso, quaisquer forças aplicadas à mesa vibratória para fins de ajuste podem danificar o corpo de prova e alterar fundamentalmente seu comportamento. Para proteger o corpo de prova e testar a fidelidade, o ajuste tem que ser feito em amplitude reduzida. E durante os testes, as ressonâncias e mudanças dinâmicas da amostra de teste devem ser contabilizadas pelo sistema de controle, de forma a minimizar erros e garantir que o histórico de tempo seja reproduzido com precisão.
P: Como a MTS está ajudando esses laboratórios de teste a enfrentar esses desafios?
Gunness: Uma maneira fundamental é através de nosso software de qualificação e simulação sísmica, o STEX Pro. Este software incorpora nossa melhor tecnologia de controle remoto de parâmetros da categoria, conhecida como "RPC®," para permitir testes de qualificação sísmica precisos e repetíveis e simulações em estruturas e subestruturas civis, bem como equipamentos não-estruturais.
Este software combina ferramentas avançadas de simulação sísmica com um conjunto de aplicações para controlar precisamente sistemas complexos de testes mecânicos multicanais. Um processo iterativo é empregado para reproduzir com precisão as acelerações, velocidades e deslocamentos a partir de históricos de tempo e perfis registrados que nossos clientes definem.
O software STEX Pro é a ferramenta ideal para qualquer aplicação de teste sísmico multidimensional. É versátil o suficiente para simular quase qualquer evento sísmico em corpos de prova de qualquer escala e em qualquer parte do corpo de prova, para configurações que envolvam um ou vários graus de liberdade e uma ou várias mesas vibratórias.
Para testes de qualificação como as especificações Bellcore, AC156 e IEE693, o software STEX Pro oferece um menu de ferramentas Shock Response Spectrum (SRS). Os laboratórios de teste podem gerar espectros de resposta a choques a partir de entradas de histórico de tempo de aceleração, ou uma função SRS Inversa pode converter dados SRS em saídas de histórico de tempo aleatório, que podem ser usadas como uma resposta desejada para simulação.
P: Por que o software STEX Pro é importante para a simulação sísmica?
Gunness: Para testes sísmicos, o software permite que dados reais de força e movimento do terremoto sejam capturados no mundo real e reproduzidos com precisão em amostras no laboratório de testes usando uma ou mais mesas vibratórias. Isto proporciona aos engenheiros de teste uma visão de como as estruturas civis e não civis funcionarão sob condições sísmicas altamente realistas.
P: Que medidas o software emprega para manter a precisão do ajuste e da simulação?
Gunness: Os testes de laboratório sísmico começam com um modelo do sistema, que é chamado de Frequency Response Function, ou FRF. Para minimizar danos aos corpos de prova, este FRF é medido a um nível de amplitude muito baixo. Entretanto, às vezes, a baixa amplitude pode resultar em erros de modelagem.
O software STEX Pro inclui ferramentas sofisticadas utilizadas para avaliar a qualidade do FRF, utilizando testes de coerência e de sinal-ruído enquanto fornece orientação para a faixa de controle de simulação utilizável. O FRF é invertido e usado em combinação com os dados desejados para gerar iterativamente arquivos de unidade de nível alvo. Durante cada etapa de iteração, o Turbo Adaptive Inverse pode ser empregado para melhorar o FRF inverso. Isto melhora a precisão da simulação para sistemas não lineares.
P: Como o software STEX Pro se diferencia de outras técnicas de controle e compensação de comando?
Gunness: Os sistemas de controle sísmico MTS utilizam uma variedade de técnicas avançadas de controle em tempo real para otimizar o desempenho do sistema. Estas incluem técnicas de controle fixo como controle de três variáveis, balanceamento de força e compensação de acoplamento cruzado, assim como técnicas de compensação de comando, incluindo cancelamento harmônico, controle de fase de amplitude e controle inverso adaptativo.
Estas e outras técnicas estão integradas na caixa de ferramentas do sistema de controle sísmico. Elas são usados para superar os desafios de controle do sistema sísmico descritos anteriormente, juntamente com a melhoria da fidelidade geral do sistema. O software STEX Pro não substitui as funções de controle, mas é colocado em camadas sobre os controles. Como os compensadores de comando, o software ajuda a melhorar a fidelidade e a precisão do sistema, mas faz muito mais em um pacote único e integrado. Ele substitui os compensadores de comando residentes nos controles, e também funciona muito melhor em sistemas com grandes quantidades de acoplamentos cruzados e/ou cenários de múltiplas mesas.
P. Como os laboratórios de testes sísmicos se beneficiarão da parceria com a MTS?
Gunness: Uma parceria conosco é mais do que apenas o melhor software, controles e equipamentos de teste da categoria. Os laboratórios de teste que trabalham com a MTS têm acesso a décadas de experiência prática e às melhores práticas comprovadas. Como o software STEX Pro é baseado na tecnologia RPC, oferecemos um banco profundo de suporte local e know-how de metodologia de teste em todo o mundo. Esta experiência é aplicada diretamente para ajudar nossos clientes a otimizar a precisão e eficiência de seu programa de testes para atender às suas necessidades atuais e de longo prazo.
Também temos a sorte de trabalhar em conjunto com alguns dos engenheiros de testes sísmicos mais avançados do mundo, muitos dos quais estão usando configurações de várias mesas alimentadas pelo software STEX Pro. A contribuição direta desses clientes é vital em nossa busca contínua para acrescentar novas características e funcionalidades úteis a futuros lançamentos.
É esta combinação única de tecnologia e especialização de domínio que permite a nossos clientes converter mais dados em informação e mais informação em conhecimento, beneficiando-os, em última análise, na forma de estruturas civis e não civis mais resistentes a terremotos.
Peter Gunness: Os cientistas começaram a medir os registros de aceleração de terremotos em meados do século XX, povoando as bases de dados atuais com milhares de registros de movimento de terra. Os terremotos de maior movimento de terra que causam mais danos e mortes têm atributos únicos, portanto, cada grande terremoto nos ensina algo novo. Isto exige sistemas de teste para a simulação de todos os cenários sísmicos possíveis para validar a prontidão antissísmica. Como muitos grandes terremotos exercem forças de uma maneira única, muitas vezes provocam mudanças nos códigos de construção estrutural, nos padrões de testes de qualificação e nos requisitos de equipamentos de testes sísmicos.
Todos querem testar corpos de prova o mais próximo possível da escala total, pois isso proporciona as mais precisas e puras simulações de comportamento de corpos de prova do mundo real. Entretanto, como os testes sísmicos estruturais envolvem edifícios, segmentos de pontes e outros artigos de teste extremamente grandes e pesados, os requisitos de potência e espaço para testes em tamanho quase real tornam-se proibitivos em termos de custo. Os laboratórios têm que trabalhar com um modelo de realidade em escala, que introduz imprecisões que devem ser contabilizadas durante os testes.
A maioria dos terremotos tem um conteúdo muito baixo de frequência e de grande deslocamento, mas quando são testados corpos de prova de modelos em escala, a compressão do eixo temporal aumenta o conteúdo de frequência e reduz o deslocamento. Isto apresenta desafios de projeto e servo-controle, pois o sistema precisa funcionar em uma faixa de frequência relativamente grande e os corpos de prova são montados diretamente sobre a mesa de vibração. A massa adicionada do corpo de prova afeta tanto o ajuste da mesa quanto a resposta.
Além disso, quaisquer forças aplicadas à mesa vibratória para fins de ajuste podem danificar o corpo de prova e alterar fundamentalmente seu comportamento. Para proteger o corpo de prova e testar a fidelidade, o ajuste tem que ser feito em amplitude reduzida. E durante os testes, as ressonâncias e mudanças dinâmicas da amostra de teste devem ser contabilizadas pelo sistema de controle, de forma a minimizar erros e garantir que o histórico de tempo seja reproduzido com precisão.
P: Como a MTS está ajudando esses laboratórios de teste a enfrentar esses desafios?
Gunness: Uma maneira fundamental é através de nosso software de qualificação e simulação sísmica, o STEX Pro. Este software incorpora nossa melhor tecnologia de controle remoto de parâmetros da categoria, conhecida como "RPC®," para permitir testes de qualificação sísmica precisos e repetíveis e simulações em estruturas e subestruturas civis, bem como equipamentos não-estruturais.
Este software combina ferramentas avançadas de simulação sísmica com um conjunto de aplicações para controlar precisamente sistemas complexos de testes mecânicos multicanais. Um processo iterativo é empregado para reproduzir com precisão as acelerações, velocidades e deslocamentos a partir de históricos de tempo e perfis registrados que nossos clientes definem.
O software STEX Pro é a ferramenta ideal para qualquer aplicação de teste sísmico multidimensional. É versátil o suficiente para simular quase qualquer evento sísmico em corpos de prova de qualquer escala e em qualquer parte do corpo de prova, para configurações que envolvam um ou vários graus de liberdade e uma ou várias mesas vibratórias.
Para testes de qualificação como as especificações Bellcore, AC156 e IEE693, o software STEX Pro oferece um menu de ferramentas Shock Response Spectrum (SRS). Os laboratórios de teste podem gerar espectros de resposta a choques a partir de entradas de histórico de tempo de aceleração, ou uma função SRS Inversa pode converter dados SRS em saídas de histórico de tempo aleatório, que podem ser usadas como uma resposta desejada para simulação.
P: Por que o software STEX Pro é importante para a simulação sísmica?
Gunness: Para testes sísmicos, o software permite que dados reais de força e movimento do terremoto sejam capturados no mundo real e reproduzidos com precisão em amostras no laboratório de testes usando uma ou mais mesas vibratórias. Isto proporciona aos engenheiros de teste uma visão de como as estruturas civis e não civis funcionarão sob condições sísmicas altamente realistas.
P: Que medidas o software emprega para manter a precisão do ajuste e da simulação?
Gunness: Os testes de laboratório sísmico começam com um modelo do sistema, que é chamado de Frequency Response Function, ou FRF. Para minimizar danos aos corpos de prova, este FRF é medido a um nível de amplitude muito baixo. Entretanto, às vezes, a baixa amplitude pode resultar em erros de modelagem.
O software STEX Pro inclui ferramentas sofisticadas utilizadas para avaliar a qualidade do FRF, utilizando testes de coerência e de sinal-ruído enquanto fornece orientação para a faixa de controle de simulação utilizável. O FRF é invertido e usado em combinação com os dados desejados para gerar iterativamente arquivos de unidade de nível alvo. Durante cada etapa de iteração, o Turbo Adaptive Inverse pode ser empregado para melhorar o FRF inverso. Isto melhora a precisão da simulação para sistemas não lineares.
P: Como o software STEX Pro se diferencia de outras técnicas de controle e compensação de comando?
Gunness: Os sistemas de controle sísmico MTS utilizam uma variedade de técnicas avançadas de controle em tempo real para otimizar o desempenho do sistema. Estas incluem técnicas de controle fixo como controle de três variáveis, balanceamento de força e compensação de acoplamento cruzado, assim como técnicas de compensação de comando, incluindo cancelamento harmônico, controle de fase de amplitude e controle inverso adaptativo.
Estas e outras técnicas estão integradas na caixa de ferramentas do sistema de controle sísmico. Elas são usados para superar os desafios de controle do sistema sísmico descritos anteriormente, juntamente com a melhoria da fidelidade geral do sistema. O software STEX Pro não substitui as funções de controle, mas é colocado em camadas sobre os controles. Como os compensadores de comando, o software ajuda a melhorar a fidelidade e a precisão do sistema, mas faz muito mais em um pacote único e integrado. Ele substitui os compensadores de comando residentes nos controles, e também funciona muito melhor em sistemas com grandes quantidades de acoplamentos cruzados e/ou cenários de múltiplas mesas.
P. Como os laboratórios de testes sísmicos se beneficiarão da parceria com a MTS?
Gunness: Uma parceria conosco é mais do que apenas o melhor software, controles e equipamentos de teste da categoria. Os laboratórios de teste que trabalham com a MTS têm acesso a décadas de experiência prática e às melhores práticas comprovadas. Como o software STEX Pro é baseado na tecnologia RPC, oferecemos um banco profundo de suporte local e know-how de metodologia de teste em todo o mundo. Esta experiência é aplicada diretamente para ajudar nossos clientes a otimizar a precisão e eficiência de seu programa de testes para atender às suas necessidades atuais e de longo prazo.
Também temos a sorte de trabalhar em conjunto com alguns dos engenheiros de testes sísmicos mais avançados do mundo, muitos dos quais estão usando configurações de várias mesas alimentadas pelo software STEX Pro. A contribuição direta desses clientes é vital em nossa busca contínua para acrescentar novas características e funcionalidades úteis a futuros lançamentos.
É esta combinação única de tecnologia e especialização de domínio que permite a nossos clientes converter mais dados em informação e mais informação em conhecimento, beneficiando-os, em última análise, na forma de estruturas civis e não civis mais resistentes a terremotos.
