Laboratorio di dinamica sperimentale

Il laboratorio

Il Laboratorio di Dinamica Sperimentale del Centro di ricerca L.E.D.A. (Laboratory of Earthquake engineering and Dynamic Analysis) è dotato di una serie di importanti attrezzature scientifiche che consentono di eseguire prove dinamiche in un’ampia gamma di frequenze e di payload, coinvolgendo pienamente i settori dell’ingegneria civile, meccanica ed aeronautica, l’industria del trasporto e i settori energetici e della difesa.

La principale infrastruttura di ricerca del Laboratorio di Dinamica sperimentale è costituita dal sistema di due tavole vibranti a sei gradi di libertà delle dimensioni di 4 m per 4 m (Figura 5) realizzato da Bosch-Rexroth appositamente per L.E.D.A.
Le attività del Laboratorio di Dinamica sperimentale sono volte allo sviluppo di attività di ricerca e didattiche e di servizi di consulenza conto terzi nell’ambito della Scienza delle Costruzioni, dell’Ingegneria Strutturale, della Dinamica delle Strutture e dell’Ingegneria Sismica.
Tra i temi di interesse vi sono la definizione del comportamento dinamico dei materiali tradizionali ed innovativi e di modelli strutturali in scala e al vero, la messa a punto di tecniche per la mitigazione del rischio sismico e per il controllo delle vibrazioni, la calibrazione di modelli agli elementi finiti di strutture complesse, lo studio di metodi per il monitoraggio strutturale e per l’identificazione di danneggiamenti incipienti e lo studio di sistemi strutturali intelligenti.
Tali argomenti trattati sono trasversali a tutti i corsi di laurea contenuti nell’offerta formativa della Facoltà di Ingegneria e architettura della Università degli Studi di Enna “Kore” e le strutture del laboratorio sono disponibili per gli studenti per periodi di tirocinio, tesi di laurea e dottorati di ricerca.
Il Laboratorio di Dinamica Sperimentale è inoltre attivo nella fornitura di servizi di prova e di consulenze tecnico scientifiche nell’ambito dell’Ingegneria Strutturale e nei settori dell’Ingegneria Elettrica, dell’Energia, della Difesa e a supporto delle imprese e delle industrie del settore dell’Ingegneria Civile.

La ricerca

Il Laboratorio di Dinamica Sperimentale è impegnato in diverse attività di ricerca teoriche, numeriche e sperimentali brevemente descritte ne seguito. Su tali temi, possono essere attivati percorsi di tirocinio formativo, tesi di laurea o proposti progetti di ricerca sui corsi di Dottorato attivi:

Tecniche e algoritmi per il monitoraggio statico e dinamico di strutture e infrastrutture critiche;
Tecniche di identificazione strutturale, model updating e identificazione del danneggiamento;
Strategie di controllo e di mitigazione delle vibrazioni, in ambito industriale e sismico;
Tecniche e metodi di Dinamica Aleatoria su sistemi lineari e non lineari;
Modellazione analitica e sintesi di accelerogrammi e funzioni densità spettrali di potenza coerenti con gli spettri di risposta;
Mitigazione delle vibrazioni e Protezione sismica di beni culturali e contenuti museali;
Tecniche numeriche e indagini teoriche sulla misura e la valutazione dell’affidabilità strutturale.

Attrezzature

Le attività sperimentali di ricerca scientifica, di supporto alla didattica e di consulenza per conto terzi del Laboratorio di Dinamica Sperimentale vengono svolte all’interno di diversi ambienti in cui sono presenti le attrezzature scientifiche descritte nel seguito:

Selezione di attività sperimentali

Prova di qualifica sismica su un interruttore ibrido ad alta tensione (configurazione a tavole unite): volume dell’oggetto in prova 8.35×7.32×7.64 m3, massa 11.9 t, accelerazione di picco 0.5 g.
Prova di qualifica sismica su un interruttore ibrido ad alta tensione (configurazione a tavola singola): volume dell’oggetto in prova 5.16×5.50×5.96 m3, massa 5.1 t, accelerazione di picco 1.0 g. Prove di qualifica sismica su trasformatori di misura (configurazioni a tavola singola e unita): a) altezza 13.5 m, massa 7.5 t, accelerazione di picco 0.5 g; b) altezza 9.5 m, massa 3.5 t, accelerazione di picco 1.0 g.
Prove di qualifica sismica per sensori di gas tossici per HVAC, attuatori e porte tagliafuoco per la centrale nucleare di Mochovce (SK), unità 3 and 4. Prova di vibrazioni su un quadro interruttore ad alta tensione per una turbina eolica: volume dell’oggetto in prova 2.37×1.77×2.51 m3, massa 3.1 t, test di resistenza 3D della durata di 2.5 ore hours con accelerazioni di picco pari a 2.5 g.

Servizi

Il Laboratorio di Dinamica Sperimentale offre servizi di consulenza tecnico scientifica per la validazione sperimentale di tecniche costruttive, di dispositivi per la mitigazione delle vibrazioni o per la protezione sismica di strutture e componenti, per l’esecuzione di misure di risposta strutturale in sito ed in laboratorio.

Inoltre, il Laboratorio offre servizi di certificazione secondo le seguenti normative internazionali.

IEEE Std. 693 IEEE Recommended Practice for Seismic Design of Substations;
AC156 Acceptance criteria for seismic certification by shake-table testing of nonstructural components;
ASTM D4169 Standard Practice for Performance Testing of Shipping Containers and Systems;
CEI 45-86 Guida per la qualifica sismica dei sistemi e dei componenti a bassa tensione;
IEC 60068-2 Environmental testing – Part 2: Tests;
IEC 60721-3-2 Classification of environmental conditions – Part 3: Classification of groups of environmental parameters and their severities – Section 2: Transportation;
IEC 61166 High-voltage alternating current circuit-breakers – Guide for seismic qualification of high-voltage alternating current circuit-breakers;
IEC TS 61463 Bushings – Seismic qualification;
IEC 61869-1 Instrument transformers – Part 1: General requirements;
IEC 62271-207 High-voltage switchgear and controlgear Part 207: Seismic qualification for gas-insulated switchgear assemblies for rated voltages above 52 kV;
IEEE Std. C37.98 IEEE Standard for Seismic Qualification Testing of Protective Relays and Auxiliaries for Nuclear Facilities;
IEEE Std. 344 IEEE Standard for Seismic Qualification of Equipment for Nuclear Power Generating Stations;
IEEE Std. 382 IEEE Standard for Qualification of Safety-Related Actuators for Nuclear Power Generating Stations;
IEEE IEC 60980-344 Nuclear facilities – Equipment important to safety – Seismic qualification;
ISO 13355 Packaging — Complete, filled transport packages and unit loads — Vertical random vibration test;
ISO 4180 Packaging — Complete, filled transport packages — General rules for the compilation of performance test schedules;
ISO 2631 Mechanical vibration and shock – Evaluation of human exposure to whole-body vibration;
UNI 9614 Misura delle vibrazioni negli edifici e criteri di valutazione del disturbo;
UNI 9916 Criteri di misura e valutazione degli effetti delle vibrazioni sugli edifici;

Portafoglio clienti e convenzioni

ANAS S.p.A (Azienda Nazionale Autonoma delle Strade), Direzione Regionale per la Sicilia, Via Alcide De Gasperi, 247, Palermo, Italy.
Anti-Seismic Innovative Solutions and Materials (ASISM) S.r.l., Spinoff Accademico, Università Mediterranea di Reggio Calabria, Italy.
Hitachi ABB Power Grids Italy, Via Vittor Pisani, n.16, Milano, Italy.
Hitachi ABB Power Grids Sweden, Lyviksvagen, 4, Dalarnas Lan Ludvika, Sweden.
Istituto Italiano di Tecnologia (IIT), Via Morego, 30, Genova, Italy.
Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), Via di Vigna Murata 605, Roma, Italy.
Monsud S.p.A., Area Industriale Via Pianodardine, Avellino (AV), Italy.
Powerflex S.r.l., Via Campitiello, 6, 82030, Limatola, Benevento, Italy.
Trench Italia S.r.l. (Siemens Group), Strada Curagnata, 37, Cairo Montenotte, Italy.
Trench France S.A.S. (Siemens Group), 16 Rue du Général Cassagnou, Saint-Louis, France.
Somma International S.r.l., via Carlo Mirabello, Roma, Italy.