D: Quali sono alcune delle principali sfide che i laboratori di prova sismica devono affrontare oggi?
Peter Gunness: Gli scienziati hanno iniziato a misurare i record di accelerazione dei terremoti a metà del ventesimo secolo, popolando i database di oggi con migliaia di registrazioni di movimenti del suolo. I terremoti da movimento del suolo più forti che causano il maggior numero di danni e morti hanno attributi unici, quindi ogni terremoto importante ci insegna qualcosa di nuovo. Ciò richiede ai sistemi di test di simulare tutti i possibili scenari sismici per convalidare la prontezza sismica. Poiché molti terremoti importanti esercitano forze in un modo unico, spesso richiedono cambiamenti nei codici di costruzione strutturale degli edifici, negli standard di test di qualificazione e nei requisiti delle apparecchiature di test sismico.
Tutti vogliono testare campioni il più simili possibile alla grandezza naturale, poiché questo fornisce le simulazioni più accurate e pure del comportamento dei campioni nel mondo reale. Tuttavia, poiché i test sismici strutturali coinvolgono edifici, segmenti di ponti e altri campioni di prova estremamente grandi e pesanti, i requisiti di potenza e spazio per i test a dimensioni quasi reali diventano proibitivi in termini di costi. I laboratori devono lavorare con un modello in scala della realtà, il che introduce imprecisioni che devono essere prese in considerazione durante i test.
La maggior parte dei terremoti ha una frequenza molto bassa e grande spostamento, ma quando vengono testati campioni di modelli in scala, la compressione dell'asse del tempo aumenta il contenuto di frequenza e riduce lo spostamento. Ciò presenta problemi di progettazione e di servocontrollo, poiché il sistema deve funzionare su un intervallo di frequenza relativamente ampio e i campioni vengono assemblati direttamente sulla tavola a scuotimento. La massa aggiunta del campione influisce sia sulla regolazione della tavola che sulla risposta.
Inoltre, qualsiasi forza applicata alla tavola a scuotimento a scopo di messa a punto può danneggiare il campione e modificarne sostanzialmente il comportamento. Per proteggere il campione e l'affidabilità del test, la regolazione deve essere eseguita ad ampiezza ridotta. E durante il test, il sistema di controllo deve tenere conto delle risonanze e delle dinamiche mutevoli del campione, in modo tale da ridurre al minimo gli errori e garantire che il play-out della cronologia temporale venga raggiunto accuratamente.
D: In che modo MTS sta aiutando questi laboratori di test ad affrontare queste sfide?
Gunness: Uno dei modi principali è il nostro software di simulazione e qualificazione sismica di punta, STEX Pro. Questo software incorpora la nostra migliore tecnologia di controllo remoto dei parametri, nota come "RPC®", per consentire test e simulazioni di qualificazione sismica precisi e ripetibili su strutture e sottostrutture civili, nonché su apparecchiature non strutturali.
Questo software combina una serie di strumenti di simulazione sismica innovativi e una suite integrata di applicazioni per ottenere un controllo preciso di sistemi di test meccanici multicanale complessi. Viene impiegato un processo iterativo per riprodurre accuratamente accelerazioni, velocità e spostamenti da cronologie temporali registrate e profili definiti dai nostri clienti.
Il software STEX Pro è lo strumento ideale per qualsiasi applicazione di test sismico multidimensionale. È abbastanza versatile da simulare quasi tutti gli eventi sismici su campioni in qualsiasi scala e su qualsiasi porzione del campione, per configurazioni che comportano uno o più gradi di libertà e una o più tavole a scuotimento.
Per i test di qualificazione come il Bellcore, specifiche AC156 e IEE693, il software STEX Pro offre un menu di strumenti per lo spettro di risposta agli shock (SRS). I laboratori di test possono generare spettri di risposta agli shock dagli input di cronologia temporale dell'accelerazione, oppure una funzione SRS inversa può convertire i dati SRS in output di cronologia temporale casuali, che possono essere utilizzati come risposta desiderata per la simulazione.
D: Perché il software STEX Pro è importante per la simulazione sismica?
Gunness: Per i test sismici, il software consente di acquisire nel mondo reale i dati effettivi della forza e del movimento del terremoto e replicarli con precisione su campioni nel laboratorio di test utilizzando una o più tavole a scuotimento. Ciò fornisce agli ingegneri di test informazioni su come le strutture civili e non funzioneranno in condizioni sismiche altamente realistiche.
D: Quali misure impiega il software per mantenere la precisione della messa a punto e della simulazione?
Gunness: I test sismici di laboratorio iniziano con un modello del sistema, chiamato funzione di risposta in frequenza, o FRF. Per ridurre al minimo i danni al campione, questa FRF viene misurata a un livello di ampiezza molto basso. Tuttavia, a volte una bassa ampiezza può causare errori di modellazione.
Il software STEX Pro include strumenti sofisticati utilizzati per valutare la qualità della FRF, utilizzando test di coerenza e segnale-rumore, fornendo al contempo una guida per la banda di controllo della simulazione utilizzabile. La FRF viene invertita e utilizzata in combinazione con i dati desiderati per generare in modo iterativo file di unità di livello target. Durante ogni fase di iterazione, Turbo Adaptive Inverse può essere impiegato per migliorare la FRF inversa. Ciò migliora la precisione della simulazione per i sistemi non lineari.
D: In che modo il software STEX Pro differisce dalle altre tecniche di controllo e compensazione dei comandi?
Gunness: I sistemi di controllo sismico MTS utilizzano una varietà di tecniche di controllo avanzate e in tempo reale per ottimizzare le prestazioni del sistema. Queste includono tecniche di controllo fisso come il controllo a tre variabili, il bilanciamento della forza e la compensazione dell'accoppiamento trasversale, nonché le tecniche di compensazione del comando tra cui la cancellazione delle armoniche, il controllo di fase dell'ampiezza e il controllo inverso adattivo.
Queste e altre tecniche sono integrate negli strumenti del sistema di controllo sismico. Sono utilizzate per superare le sfide di controllo del sistema sismico descritte in precedenza, oltre a migliorare l'affidabilità complessiva del sistema. Il software STEX Pro non sostituisce le funzioni di controllo, ma è invece sovrapposto ai controlli. Come i compensatori di comando, il software aiuta a migliorare l'affidabilità e l'accuratezza del sistema, ma fa molto di più in un unico pacchetto integrato. Sostituisce i compensatori di comando insiti nei controlli, e funziona anche molto meglio su sistemi con grandi quantità di accoppiamento trasversali e/o scenari multi-tavola.
D: In che modo i laboratori di test sismici trarranno vantaggio dalla collaborazione con MTS?
Gunness: Una partnership con noi va oltre il software, i controlli e le apparecchiature di test migliori della categoria. I laboratori di test che lavorano con MTS hanno accesso a decenni di esperienza pratica e best practice comprovate. Poiché il software STEX Pro è basato sulla tecnologia RPC, offriamo un ampio banco di supporto locale e know-how sulla metodologia di test in tutto il mondo. Questa esperienza viene applicata direttamente per aiutare i nostri clienti a ottimizzare l'accuratezza e l'efficienza del loro programma di test, per soddisfare le loro esigenze attuali e a lungo termine.
Siamo anche fortunati a lavorare a stretto contatto con alcuni degli ingegneri di test sismici più lungimiranti al mondo, molti dei quali sfruttano le configurazioni multi-tavola basate sul software STEX Pro. L'input diretto di questi clienti è vitale nella nostra continua ricerca per aggiungere nuove utili caratteristiche e funzionalità alle versioni future.
È questa combinazione unica di tecnologia e competenza di dominio a consentire ai nostri clienti di convertire più dati in informazioni e più informazioni in conoscenza, il che si tramuta in vantaggio sotto forma di strutture civili e non più resistenti ai terremoti.
Peter Gunness: Gli scienziati hanno iniziato a misurare i record di accelerazione dei terremoti a metà del ventesimo secolo, popolando i database di oggi con migliaia di registrazioni di movimenti del suolo. I terremoti da movimento del suolo più forti che causano il maggior numero di danni e morti hanno attributi unici, quindi ogni terremoto importante ci insegna qualcosa di nuovo. Ciò richiede ai sistemi di test di simulare tutti i possibili scenari sismici per convalidare la prontezza sismica. Poiché molti terremoti importanti esercitano forze in un modo unico, spesso richiedono cambiamenti nei codici di costruzione strutturale degli edifici, negli standard di test di qualificazione e nei requisiti delle apparecchiature di test sismico.
Tutti vogliono testare campioni il più simili possibile alla grandezza naturale, poiché questo fornisce le simulazioni più accurate e pure del comportamento dei campioni nel mondo reale. Tuttavia, poiché i test sismici strutturali coinvolgono edifici, segmenti di ponti e altri campioni di prova estremamente grandi e pesanti, i requisiti di potenza e spazio per i test a dimensioni quasi reali diventano proibitivi in termini di costi. I laboratori devono lavorare con un modello in scala della realtà, il che introduce imprecisioni che devono essere prese in considerazione durante i test.
La maggior parte dei terremoti ha una frequenza molto bassa e grande spostamento, ma quando vengono testati campioni di modelli in scala, la compressione dell'asse del tempo aumenta il contenuto di frequenza e riduce lo spostamento. Ciò presenta problemi di progettazione e di servocontrollo, poiché il sistema deve funzionare su un intervallo di frequenza relativamente ampio e i campioni vengono assemblati direttamente sulla tavola a scuotimento. La massa aggiunta del campione influisce sia sulla regolazione della tavola che sulla risposta.
Inoltre, qualsiasi forza applicata alla tavola a scuotimento a scopo di messa a punto può danneggiare il campione e modificarne sostanzialmente il comportamento. Per proteggere il campione e l'affidabilità del test, la regolazione deve essere eseguita ad ampiezza ridotta. E durante il test, il sistema di controllo deve tenere conto delle risonanze e delle dinamiche mutevoli del campione, in modo tale da ridurre al minimo gli errori e garantire che il play-out della cronologia temporale venga raggiunto accuratamente.
D: In che modo MTS sta aiutando questi laboratori di test ad affrontare queste sfide?
Gunness: Uno dei modi principali è il nostro software di simulazione e qualificazione sismica di punta, STEX Pro. Questo software incorpora la nostra migliore tecnologia di controllo remoto dei parametri, nota come "RPC®", per consentire test e simulazioni di qualificazione sismica precisi e ripetibili su strutture e sottostrutture civili, nonché su apparecchiature non strutturali.
Questo software combina una serie di strumenti di simulazione sismica innovativi e una suite integrata di applicazioni per ottenere un controllo preciso di sistemi di test meccanici multicanale complessi. Viene impiegato un processo iterativo per riprodurre accuratamente accelerazioni, velocità e spostamenti da cronologie temporali registrate e profili definiti dai nostri clienti.
Il software STEX Pro è lo strumento ideale per qualsiasi applicazione di test sismico multidimensionale. È abbastanza versatile da simulare quasi tutti gli eventi sismici su campioni in qualsiasi scala e su qualsiasi porzione del campione, per configurazioni che comportano uno o più gradi di libertà e una o più tavole a scuotimento.
Per i test di qualificazione come il Bellcore, specifiche AC156 e IEE693, il software STEX Pro offre un menu di strumenti per lo spettro di risposta agli shock (SRS). I laboratori di test possono generare spettri di risposta agli shock dagli input di cronologia temporale dell'accelerazione, oppure una funzione SRS inversa può convertire i dati SRS in output di cronologia temporale casuali, che possono essere utilizzati come risposta desiderata per la simulazione.
D: Perché il software STEX Pro è importante per la simulazione sismica?
Gunness: Per i test sismici, il software consente di acquisire nel mondo reale i dati effettivi della forza e del movimento del terremoto e replicarli con precisione su campioni nel laboratorio di test utilizzando una o più tavole a scuotimento. Ciò fornisce agli ingegneri di test informazioni su come le strutture civili e non funzioneranno in condizioni sismiche altamente realistiche.
D: Quali misure impiega il software per mantenere la precisione della messa a punto e della simulazione?
Gunness: I test sismici di laboratorio iniziano con un modello del sistema, chiamato funzione di risposta in frequenza, o FRF. Per ridurre al minimo i danni al campione, questa FRF viene misurata a un livello di ampiezza molto basso. Tuttavia, a volte una bassa ampiezza può causare errori di modellazione.
Il software STEX Pro include strumenti sofisticati utilizzati per valutare la qualità della FRF, utilizzando test di coerenza e segnale-rumore, fornendo al contempo una guida per la banda di controllo della simulazione utilizzabile. La FRF viene invertita e utilizzata in combinazione con i dati desiderati per generare in modo iterativo file di unità di livello target. Durante ogni fase di iterazione, Turbo Adaptive Inverse può essere impiegato per migliorare la FRF inversa. Ciò migliora la precisione della simulazione per i sistemi non lineari.
D: In che modo il software STEX Pro differisce dalle altre tecniche di controllo e compensazione dei comandi?
Gunness: I sistemi di controllo sismico MTS utilizzano una varietà di tecniche di controllo avanzate e in tempo reale per ottimizzare le prestazioni del sistema. Queste includono tecniche di controllo fisso come il controllo a tre variabili, il bilanciamento della forza e la compensazione dell'accoppiamento trasversale, nonché le tecniche di compensazione del comando tra cui la cancellazione delle armoniche, il controllo di fase dell'ampiezza e il controllo inverso adattivo.
Queste e altre tecniche sono integrate negli strumenti del sistema di controllo sismico. Sono utilizzate per superare le sfide di controllo del sistema sismico descritte in precedenza, oltre a migliorare l'affidabilità complessiva del sistema. Il software STEX Pro non sostituisce le funzioni di controllo, ma è invece sovrapposto ai controlli. Come i compensatori di comando, il software aiuta a migliorare l'affidabilità e l'accuratezza del sistema, ma fa molto di più in un unico pacchetto integrato. Sostituisce i compensatori di comando insiti nei controlli, e funziona anche molto meglio su sistemi con grandi quantità di accoppiamento trasversali e/o scenari multi-tavola.
D: In che modo i laboratori di test sismici trarranno vantaggio dalla collaborazione con MTS?
Gunness: Una partnership con noi va oltre il software, i controlli e le apparecchiature di test migliori della categoria. I laboratori di test che lavorano con MTS hanno accesso a decenni di esperienza pratica e best practice comprovate. Poiché il software STEX Pro è basato sulla tecnologia RPC, offriamo un ampio banco di supporto locale e know-how sulla metodologia di test in tutto il mondo. Questa esperienza viene applicata direttamente per aiutare i nostri clienti a ottimizzare l'accuratezza e l'efficienza del loro programma di test, per soddisfare le loro esigenze attuali e a lungo termine.
Siamo anche fortunati a lavorare a stretto contatto con alcuni degli ingegneri di test sismici più lungimiranti al mondo, molti dei quali sfruttano le configurazioni multi-tavola basate sul software STEX Pro. L'input diretto di questi clienti è vitale nella nostra continua ricerca per aggiungere nuove utili caratteristiche e funzionalità alle versioni future.
È questa combinazione unica di tecnologia e competenza di dominio a consentire ai nostri clienti di convertire più dati in informazioni e più informazioni in conoscenza, il che si tramuta in vantaggio sotto forma di strutture civili e non più resistenti ai terremoti.
