فهم اختبار التأثير
التعريف: ما هو اختبار التأثير؟
اختبار التأثير (يُسمى أيضًا اختبار الاندفاع أو تحليل النمط التأثيري) هو الاختبار النموذجي تقنية تستخدم مطرقة تأثير آلية لتطبيق نبضات القوة ذات النطاق العريض على الهياكل أثناء قياس النتيجة اهتزاز الرد مع accelerometers. تحسب التقنية وظائف استجابة التردد (FRFs) التي توضح كيفية استجابة الهياكل عند كل تردد، وتكشف الترددات الطبيعية, أشكال الوضع، و التخميد النسب الأساسية لفهم السلوك الديناميكي وتشخيص مشاكل الرنين.
اختبار التأثير هو البديل العملي الميداني لاختبارات الهزاز، إذ يوفر معلومات مماثلة دون الحاجة إلى هزازات كهرومغناطيسية ثقيلة ومكلفة أو تجهيزات تركيب معقدة. ويُستخدم على نطاق واسع في استكشاف أخطاء الرنين، والتحقق من صحة التعديلات الهيكلية، وربط نماذج العناصر المحدودة في تطبيقات الآلات وديناميكيات الهياكل.
معدات
مطرقة تأثير آلية
- محول القوة: يقيس المستشعر الكهرضغطي الموجود في رأس المطرقة قوة التأثير
- كتلة المطرقة: 0.1-5 كجم حسب حجم الهيكل ونطاق التردد
- نصائح قابلة للتبديل: صلب (فولاذ)، متوسط (بلاستيك)، ناعم (مطاط)
- Output: إشارة القوة متزامنة مع قياس الاستجابة
- التكلفة النموذجية: $500-3000
أجهزة استشعار الاستجابة
- مقاييس التسارع في نقاط الاهتمام
- مقياس تسارع متجول واحد أو أجهزة استشعار ثابتة متعددة
- متطلبات اختبار مطابقة نطاق التردد الجيد
اكتساب البيانات
- الحد الأدنى قناتين (القوة والاستجابة)
- أخذ العينات المتزامنة أمر ضروري
- محلل FFT أو برنامج تحليل الأنماط
- دالة النقل وحساب التماسك
إجراء الاختبار
نقطة واحدة FRF
- جبل مقياس التسارع: في موقع الاستجابة
- حدد طرف المطرقة: تطابق مع الهيكل ونطاق التردد
- هيكل الإضراب: تأثير قوي وسريع عند نقطة الإثارة
- تسجيل البيانات: إشارات القوة والاستجابة
- حساب FRF: H(f) = الاستجابة(f) / القوة(f)
- متوسط: كرر 3-10 مرات، متوسط FRFs
- التحقق من التماسك: التحقق من جودة البيانات (التماسك > 0.9)
اختبار النقاط المتعددة
- المطرقة المتجولة: تأثير نقاط متعددة، مقياس تسارع ثابت
- مقياس تسارع متجول: نقطة ثابتة للتأثير، تحريك مقياس التسارع
- نتيجة: تكشف FRFs من مواقع متعددة عن أشكال الوضع
- اختبار الشبكة: شبكة نقاط منهجية للمسح الهيكلي الكامل
اختيار طرف المطرقة
التأثير على محتوى التردد
- الطرف الصلب (الفولاذ): مدة تأثير قصيرة، محتوى عالي التردد، جيد للهياكل الصلبة والترددات العالية (حتى 10 كيلو هرتز+)
- طرف متوسط (نايلون/ديلرين): مدة معتدلة، طيف متوازن، غرض عام (حتى 2-5 كيلوهرتز)
- طرف ناعم (مطاط): مدة طويلة، تركيز منخفض التردد، هياكل كبيرة/مرنة (حتى 500-1000 هرتز)
هيكل المطابقة
- الهياكل الخفيفة: مطرقة صغيرة ذات رأس ناعم (تجنب التلف والرنين)
- الهياكل الثقيلة: مطرقة كبيرة، طرف أكثر صلابة (إثارة كافية)
- القاعدة العامة: يجب أن يستجيب الهيكل ولكن ليس بشكل مفرط (تسارع الذروة 1-10 جرام نموذجي)
جودة البيانات
تقنية التأثير الجيد
- تأثير سريع ونظيف (بدون ضربات مزدوجة)
- انسحب المطرقة على الفور (لا يبقى على اتصال)
- ضربة عمودية على السطح
- موقع الضربة المتسق
- مستوى القوة المناسب
التحقق من صحة التماسك
- تُظهر دالة التماسك جودة القياس
- التماسك بالقرب من 1.0 (> 0.9) = بيانات جيدة
- انخفاض التماسك = تأثير ضعيف، ضوضاء، عدم خطية
- رفض التأثيرات السيئة، كرر الاختبار
النتائج والتفسير
دالة الاستجابة للتردد
- يوضح الرسم البياني للحجم التضخيم مقابل التردد
- القمم = الترددات الطبيعية/الرنينات
- ارتفاع الذروة = عامل التضخيم (عكس التخميد)
- مرحلة يظهر الرسم البياني تحولات بمقدار 180 درجة من خلال الرنينات
تحديد التردد الطبيعي
- قائمة بجميع القمم من FRF
- الوضع الأول هو عادةً أدنى ذروة تردد
- أوضاع أعلى عند ترددات أعلى
- مقارنة بترددات التشغيل للتحقق من التداخل
تحديد شكل الوضع
- من اختبار النقاط المتعددة
- تحدد سعات الاستجابة النسبية عند الرنين نمط الانحراف
- الرسوم المتحركة ممكنة باستخدام البرنامج
- يحدد العقد والعقد المضادة
تطبيقات في استكشاف أخطاء الآلات وإصلاحها
التحقيق في رنين الإطار
- محرك التأثير أو إطار المروحة
- تحديد الترددات الطبيعية للإطار
- مقارنة بمرور الشفرة، ترددات المحرك الكهرومغناطيسية
- إذا تم العثور على تطابق → الرنين هو المشكلة
اختبار الأساس
- لوحة القاعدة أو الأساس للصدمات
- تحديد الترددات الطبيعية الأساسية
- التحقق من الصلابة الكافية وفصل التردد
مقارنات قبل/بعد
- الاختبار قبل التعديل الهيكلي
- الاختبار بعد (التصلب، التخميد، تغيرات الكتلة)
- التحقق من أن التعديل حقق التأثير المطلوب
- قياس التحسن
اختبار التأثير هو تقنية تحليل نموذجية عملية واقتصادية، متاحة لمتخصصي الاهتزازات الميدانية. باستخدام مطرقة آلية وجهاز تحليل اهتزازات فقط، يحدد اختبار التأثير الرنينات الهيكلية، ويثبت صحة التعديلات، ويوفر التوصيف الديناميكي اللازم لحل مشاكل الرنين وتحسين التصاميم الإنشائية في الآلات والتطبيقات الإنشائية.