La vibrazione del raggio è la quantità e la direzione del movimento che un raggio mostra lontano dal punto di forza applicata o dall’area di attacco. I fattori di vibrazione includono il materiale utilizzato per la costruzione, la lunghezza della trave e la forza applicata. L’ingegneria strutturale richiede l’uso di tecnologie meccaniche, elettriche e computerizzate per eseguire prove di vibrazione su travi. Questi test forniscono agli ingegneri informazioni prima e dopo la costruzione di ponti, edifici e torri in merito alla capacità di resistere alle sollecitazioni di uso normale, condizioni meteorologiche estreme o vibrazioni sismiche.
Una trave di acciaio può vibrare o spostarsi da un lato all’altro, su e giù e con un movimento di torsione orizzontale. I test strutturali generalmente includono l’uso di macchinari che applicano un movimento di scuotimento a una posizione specifica sulla struttura. Queste macchine scuotono la struttura sia alle basse che alle alte frequenze. Utilizzando il metodo shaker, le strutture vengono sottoposte a test, che introduce una frequenza alla volta o più frequenze contemporaneamente. Gli strumenti collegati alla trave o alle travi registrano la quantità di vibrazioni che si verificano.
Il test della resistenza e della durata della costruzione a trave singola può essere eseguito applicando una forza statica da qualche parte lungo una trave libera o a sbalzo. L’analisi su una trave libera implica la sospensione della trave e l’applicazione di una forza su entrambe le estremità o in qualsiasi punto della superficie orizzontale. Dopo aver rimosso la forza applicata, il raggio ritorna nella sua posizione originale, tuttavia, il metallo continua a vibrare. Gli ingegneri misurano la quantità di vibrazioni del raggio con strumenti noti come sensori piezoelettrici. Le vibrazioni più piccole possono essere misurate utilizzando gli oscilloscopi elettronici.
Questi strumenti di monitoraggio delle vibrazioni del raggio in genere mostrano la quantità di movimento su un grafico. Prove simili vengono eseguite su travi a sbalzo, che di solito sono fissate a una struttura solida su un’estremità. In alcuni casi, le vibrazioni del raggio possono essere ridotte applicando una sottile pellicola di materiale di rivestimento che può includere ossido di zinco. Una volta applicato, i tester ripetono il processo di analisi del raggio per determinare i valori di riduzione del movimento.
Gli ingegneri prevedono i livelli di vibrazione del raggio durante la progettazione delle strutture. Il software di progettazione consente agli architetti di creare e modificare strutture in base alla stabilità complessiva prevista. Questi valori prodotti da queste applicazioni software possono essere confrontati previsti con i valori prodotti da prove effettive su travi e strutture esistenti.