Design and testing of a simplified test rig for SHM application on a rotating shaft

This document illustrates the design, manufacturing and testing of a simplified test rig for slant shaft monitoring purposes. The design is driven by requirements like operating conditions, portability and usage feasibility for impact tests. The test rig’s numerical model is created on Abaqus CAE software and its behavior is analyzed with a modal analysis to create a new assembly made of substructures, to reduce the model’s compu- tational burden. The obtained model is used for dynamic analysis in order to evaluate the system’s eigenfrequencies using the output coming from four accelerometers located on the bearings. In the final phase, the test rig is manufactured, assembled, and tested checking the proper functioning of the system. The testing phase includes also the data analysis of the acquisitions where the eigenfrequencies are extracted by FFT application and the results are compared to the ones obtained with numerical simulations.

In questo documento è riportata la progettazione, la realizzazione e la sperimentazione di un banco prova per il monitoraggio di alberi rotanti. La progettazione è imposta dai requisiti quali le condizioni operative, la trasportabilità e la possibilità di usarlo per test balistici. Il modello numerico del banco prova è realizzato per studiarne il comportamento con analisi modali per poter in seguito creare il suo modello ad ordine ridotto, riducendone così il carico computazionale. Il modello ottenuto è in seguito usato per svolgere simulazioni dinamiche e valutare le vibrazioni calcolate sui cuscinetti. Nella fase finale, il banco prova è costruito e testato, e i segnali ottenuti dagli accelerometri durante le acquisizioni sono comparati con quelli ottenuti dalle precedenti simulazioni, e le frequenze di risonanza ottenute tramite FFT sono comparate.