Structural impact testing : detection of double impacts

Impact testing is a experimental method that is widely used for modal analysis. Among the advantages of using this method, easiness and quickness should surely be mentioned: it requires a minimal equipment, as well as short time for setup and processing. In these tests a generic structure is excited creating an impulsive input, in order to measure the output and finally evaluate the transfer function. Since this method is very commonly used, these tests can assume different configurations from case to case: the stiffness of hit surfaces, the hardness of the hammer tip, the frequency resolution of spectra evaluated from the acquisitions, the amplitude of the hits, the presence of noise are just some of the many aspects that radically differentiate one from another impact test. The manual essence of this method is the main cause of imperfections in making impulsive inputs. These mistakes, not always detectable by the operator, are the reason why these tests are traditionally made by a couple of people: one person uses the dynamometric hammer, the other one decides whether to accept or reject the hits, observing the input spectra. Moreover, labeling an impact as a bad impact is not univocal: apart from evident double impacts, there can be cases of impacts that could be accepted or rejected, depending on the level of strictness required by the operator. The aim of this work is to analyze the nature of double impacts and to realize a fast and effective algorithm that allows a single person to make impact tests alone, detecting bad impacts under varying operating conditions.

La prova di impatto con martello dinamometrico è un metodo molto usato nell'ambito dell'analisi modale. Tra i vantaggi offerti vanno sicuramente menzionati la facilità di esecuzione e la rapidità: la strumentazione richiesta è infatti minima, e i setup e le acquisizioni sono decisamente rapidi. In questi test viene eccitata una struttura generica con un ingresso impulsivo, per misurare la risposta della struttura e ricavare quindi la funzione di trasferimento. Essendo un metodo largamente utilizzato, i test assumono configurazioni molto diverse da caso a caso: la rigidezza delle superfici colpite, la durezza della punta del martello, la risoluzione in frequenza degli spettri ricavati dalle acquisizioni, l'intensità delle martellate, la presenza di rumore, sono solo alcuni dei molteplici aspetti che differenziano radicalmente un test di impatto da un altro. La natura manuale di questo metodo è la causa principale di imperfezioni nel realizzare ingressi impulsivi. Questi errori, non sempre rilevabili dallo stesso operatore, rappresentano il motivo per cui questi test vengono tradizionalmente effettuati da due persone: una utilizza il martello dinamometrico, l'altra decide se accettare o rifiutare la martellata, osservando gli spettri degli ingressi impulsivi. Va infine considerata la soggettività nell'etichettare un impatto come buono o non buono: tralasciando i casi di doppi impatti evidenti, sono frequenti casi di impatti che possono essere accettati o rifiutati, a seconda del livello di meticolosità richiesta dall’operatore. Lo scopo di questo lavoro è di analizzare il fenomeno del doppio impatto e di costruire un algoritmo veloce ed efficace che permetta di realizzare prove di impact testing da una singola persona, rilevando la presenza di impatti imprecisi al variare delle condizioni operative.