Experimental Modal Analysis dan Operational Modal Analysis (OMA)

Pendahuluan

Analisis dinamika struktur adalah metode penting dalam rekayasa sipil dan mekanik untuk memahami karakteristik dinamika suatu struktur, termasuk mode getaran, frekuensi alami, dan redaman. Dalam artikel ini, kami akan membandingkan dua metode utama untuk analisis dinamika struktur: Experimental Modal Analysis (EMA) dan Operational Modal Analysis (OMA). Kami juga akan membahas proses pengambilan data menggunakan sensor akselerometer, yang merupakan salah satu sensor paling umum yang digunakan dalam analisis dinamika struktur.

Experimental Modal Analysis (EMA)

EMA adalah metode untuk menentukan karakteristik dinamika struktur dengan menggunakan data eksperimental. Metode ini melibatkan eksperimen yang dilakukan dengan merangsang struktur menggunakan alat yang menghasilkan getaran pada berbagai frekuensi. Sensor akselerometer dipasang pada berbagai titik pada struktur untuk merekam getaran yang dihasilkan. Data getaran kemudian dianalisis dengan menggunakan teknik pemrosesan sinyal dan statistik untuk menentukan mode getaran, frekuensi, dan redaman dari struktur.

Metode ini sangat cocok untuk struktur yang dapat diuji dengan eksperimen terkontrol, seperti jembatan, gedung, atau mesin industri. EMA dapat memberikan hasil yang sangat akurat dan mendetail tentang karakteristik dinamika struktur. Namun, metode ini memerlukan peralatan yang canggih, waktu yang cukup lama untuk persiapan dan pengujian, serta biaya yang tinggi.

Proses Pengambilan Data dengan Sensor Akselerometer pada EMA:

Memilih Titik Pengukuran: Titik-titik pengukuran yang relevan harus dipilih pada struktur yang akan dianalisis. Titik-titik ini harus mencakup seluruh struktur atau area yang penting dalam analisis dinamika.
Memasang Akselerometer: Akselerometer dipasang pada titik-titik pengukuran menggunakan perekat atau magnet, dan dihubungkan dengan sistem perekam data.
Merangsang Struktur: Struktur kemudian dirangsang dengan mengaplikasikan gaya eksitasi, getaran mekanis, atau sumber eksitasi lainnya pada berbagai frekuensi.
Merekam Getaran: Akselerometer merekam getaran yang dihasilkan pada setiap titik pengukuran selama eksperimen.
Analisis Data: Data getaran yang tercatat oleh akselerometer dianalisis dengan menggunakan perangkat lunak analisis dinamika untuk mengidentifikasi mode getaran, frekuensi alami, dan redaman dari struktur.

Operational Modal Analysis (OMA)

OMA adalah metode untuk menentukan karakteristik dinamika struktur menggunakan data operasional atau data yang dihasilkan oleh struktur selama beroperasi. Metode ini digunakan ketika tidak memungkinkan atau tidak praktis untuk melakukan eksperimen yang terkontrol pada struktur. Sensor akselerometer dipasang pada titik-titik penting pada struktur dan merekam getaran yang dihasilkan oleh struktur selama beroperasi.

Metode ini lebih fleksibel dan cocok untuk struktur yang tidak dapat diuji menggunakan metode EMA, seperti struktur yang berada di lingkungan yang sulit diakses atau struktur yang beroperasi secara terus-menerus. OMA dapat memberikan hasil yang cukup akurat, tetapi cenderung lebih keterbatasan dalam mendapatkan informasi detail tentang karakteristik dinamika struktur. Namun, keuntungannya adalah OMA lebih cepat dan lebih efisien dalam proses pengujian.

Proses Pengambilan Data dengan Sensor Akselerometer pada OMA:

Memilih Titik Pengukuran: Titik-titik pengukuran yang relevan dipilih pada struktur yang akan dianalisis. Seperti pada EMA, titik-titik ini harus mencakup seluruh struktur atau area yang penting dalam analisis dinamika.
Memasang Akselerometer: Akselerometer dipasang pada titik-titik pengukuran menggunakan perekat atau magnet, dan dihubungkan dengan sistem perekam data.
Merekam Getaran Operasional: Akselerometer merekam getaran yang dihasilkan oleh struktur selama beroperasi. Getaran ini dapat disebabkan oleh beban operasional, angin, atau peristiwa dinamis lainnya.
Analisis Data: Data getaran yang tercatat oleh akselerometer dianalisis menggunakan teknik OMA untuk menentukan mode getaran, frekuensi alami, dan redaman dari struktur.

Memilih Metode yang Tepat

Pemilihan metode yang tepat tergantung pada tujuan analisis, karakteristik struktur, dan ketersediaan sumber daya. Jika Anda memiliki akses dan kemampuan untuk melakukan eksperimen terkontrol, EMA adalah pilihan yang baik untuk mendapatkan hasil yang akurat dan mendalam tentang karakteristik dinamika struktur. Namun, jika struktur sulit diakses atau harus diuji dalam kondisi operasional, OMA adalah alternatif yang lebih praktis dan efisien.

Penting untuk melakukan analisis kebutuhan dan kendala Anda sebelum memilih metode pengujian getaran. Jika mungkin, konsultasikan dengan ahli analisis dinamika untuk mendapatkan saran yang tepat tentang metode yang paling sesuai untuk pengujian getaran Anda.

Kesimpulan

EMA dan OMA adalah dua metode penting dalam analisis dinamika struktur. EMA menggunakan data eksperimental yang dihasilkan oleh eksperimen terkontrol, sementara OMA menggunakan data operasional yang dihasilkan oleh struktur selama beroperasi. Dalam keduanya, penggunaan sensor akselerometer menjadi kunci dalam merekam getaran dan mengumpulkan data yang diperlukan untuk menganalisis karakteristik dinamika struktur. Pemilihan metode yang tepat tergantung pada tujuan analisis dan kendala teknis yang ada. Dalam semua kasus, penggunaan sensor akselerometer yang tepat akan membantu memastikan data yang akurat dan relevan untuk analisis dinamika struktur.