Analisi della trasmissibilità delle vibrazioni in una tibia mediante il metodo Frequency-Based Substructuring (FBS)

Questa tesi affronta lo studio della trasmissibilità delle vibrazioni su una tibia mediante il metodo Frequency-Based Substructuring (FBS). L’obiettivo era di separare il contributo dinamico della tibia da quello del fissatore, sulla base di misure di vibrazioni indotte mediante shaker elettrodinamico miniaturizzato montato sul fissatore. Il metodo FBS si basa sulla possibilità di accoppiare e disaccoppiare sottostrutture a partire dalle rispettive funzioni di risposta in frequenza (FRF). In questo lavoro sono state eseguite prove sperimentali su tre configurazioni: tibia isolata, fissatore isolato e sistema assemblato tibia + fissatore. Le misure, organizzate in matrici di FRF, hanno permesso di applicare procedure di coupling e decoupling e di confrontare i risultati con le risposte effettivamente acquisite. I risultati hanno mostrato che il decoupling è più efficace nel ricostruire il comportamento del fissatore mentre, al contrario, l’estrazione della tibia non ha portato a risultati soddisfacenti. Inoltre, è emerso che le prestazioni migliori si sono ottenute concentrandosi sui canali centrali (3–4). Nel coupling invece il comportamento ricostruito sembra più affidabile. Per individuare le sorgenti di influenza nella procedura di coupling e decoupling si è effettuata un’analisi di sensibilità ai parametri principali quali il numero di punti di misura. Si può quindi concludere che, nelle condizioni sperimentali adottate, l’obiettivo principale di ottenere fedelmente il comportamento della tibia non è stato raggiunto. Tuttavia, il lavoro ha permesso di individuare i limiti attuali del metodo FBS applicato a questo caso e ha messo in evidenza alcuni punti di forza, come l’estrazione del fissatore e del coupling, e di debolezza come rumore e mal condizionamento. Gli sviluppi futuri potrebbero riguardare l’impiego di accelerometri triassiali, l’utilizzo di un numero più alto di punti di misura, e l’esplorazione di metodi alternativi o complementari al FBS, in modo tale da ottenere comportamenti più fedeli e ridurre le incertezze.