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14th Colloquium on Structural Analysis, Design and Monitoring "ESTRUCTURAS 2025"

XIV International Symposium on Structures, Geotechnics and Construction Materials

ESTRUCTURAS 2025

14th Colloquium on Structural Analysis, Design and Monitoring

Modal Analysis and Model updating. Application to a Cantilever Beam under Laboratory Conditions
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Abstract

For the creation and validation of a model, it is essential to previously obtain experimental results that allow determining the modal parameters of the structure under analysis, using Modal Analysis. These results are compared with the data obtained from the modeling, and if their differences exceed the established threshold, an iterative process is implemented where the model properties are adjusted until convergence between the parameters obtained from both sources is achieved. This paper takes as a case study a rectangular hollow section aluminum cantilever beam with thin walls, which is modeled and subjected to modal analysis under laboratory conditions, using current procedures for performing vibration measurements and identifying its modal parameters experimentally. Once the modal analysis and identification of the modal parameters of the structure under laboratory conditions have been completed, the model calibration procedure ("model updating") is implemented, based on the modal parameters previously obtained. The variable to be calibrated was the stiffness of the beam's fixed end, for which satisfactory results were obtained, which call into question the hypothesis of "perfect fixed end" of the element.

Resumen

Para la creación y validación de un modelo, es esencial obtener previamente resultados experimentales que permitan determinar parámetros modales de la estructura bajo análisis, utilizando para ello el Análisis Modal. Estos resultados se compararán con los datos obtenidos a partir de la modelación y si sus diferencias superan el umbral establecido, se implementa un proceso iterativo donde se van ajustando las propiedades del modelo, hasta lograr la convergencia entre los parámetros obtenidos por ambas fuentes. Este trabajo toma como caso de estudio una viga en voladizo de aluminio de sección rectangular hueca de paredes delgadas, la que se modela y a la que se le realiza el análisis modal en condiciones de laboratorio, utilizando los procedimientos vigentes para efectuar las mediciones de vibración e identificar sus parámetros modales de forma experimental. Realizado el análisis modal e identificación de los parámetros modales de la estructura en las condiciones del laboratorio, se implementa el procedimiento de calibración del modelo (“model updating”), basado en los parámetros modales obtenidos previamente. La variable a calibrar fue la rigidez del empotramiento de la viga, para la que se obtuvieron resultados satisfactorios, que ponen en tela de juicio la hipótesis de “empotramiento perfecto” del elemento.

About The Speaker

Ernesto Luciano Chagoyén Méndez

Dr. Ernesto Luciano Chagoyén Méndez

UCLV Flag of Cuba


Discussion

Practical Info
Presentation
Spanish / Español
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15 minutes
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Authors
Dr. Ernesto Luciano Chagoyén Méndez
Ing. Jorge Orlando Hernández Gómez
Ing. Arniela Arocha Mora
Jeovany Samuel Rodríguez Egües
Keywords
análisis modal; ema (análisis modal experimental); oma (análisis modal operacional); calibración de modelos estructurales basada en mediciones de vibración; parámetros modales
modal analysis; ema (experimental modal analysis); oma (operational modal analysis); structural model updating based on vibration measurements; modal parameters
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