Разбиране на функцията за честотна характеристика (FRF)

1. Определение: Какво е функция на честотната характеристика?

Сайтът Функция за честотна характеристика (FRF) е мярка, която описва как дадена структура, компонент или система реагира на приложена възбуждаща сила, като функция на честотата. По-просто казано, FRF ви казва колко ще вибрира системата на всяка честота, когато я „ударите“ с известна сила.

FRF е фундаментална концепция в структурната динамика, модален анализи резонансно откриване. Това е по същество предавателна функция, която свързва измерен изходен отклик (обикновено ускорение) към измерена входна сила.

FRF = Изходен отговор / Входна сила

Както изходът, така и входът са функции на честотата, а самата FRF е сложна функция, което означава, че съдържа както амплитуда, така и фаза информация.

2. Как се измерва FRF?

FRF обикновено се измерва с помощта на техника, наречена „тест за удар“ или тест за удар:

1. Един акселерометър е монтиран върху конструкцията в точката, където ще се измерва отговорът.
2. Структурата се удря в определена точка със специален инструментален чукТози чук има вграден сензор за сила (тензодатчик) във върха си, който измерва входната сила на удара.
3. Многоканален анализатор на вибрации едновременно записва входния сигнал от чука и изходния сигнал от акселерометъра.
4. След това анализаторът извършва Бързо преобразуване (FFT) и на двата сигнала и изчислява съотношението на изхода към входа на всяка честотна линия. Резултатът е FRF (честотна честотна характеристика).

Този процес се повтаря с множество удари, които се осредняват заедно, за да се получи чисто и надеждно измерване на FRF.

3. Тълкуване на FRF графика

FRF обикновено се показва като две графики:

• Графика на величината: Това показва амплитудата на FRF спрямо честотата. Графиката ще има ясно изразени пикове, а честотата на всеки пик съответства на естествена честота (или резонансна честота) на структурата. Височината на пика е индикатор за степента на усилване и нивото на затихване при този резонанс.
• Фазов график: Това показва фазовото изместване между реакцията и входната сила спрямо честотата. Когато честотата преминава през резонанс, фазовият график ще покаже характерно изместване от 180 градуса. Това фазово изместване е окончателно потвърждение на естествена честота.

4. Приложения във вибрационната диагностика

FRF е незаменим инструмент за диагностициране и решаване на проблеми резонанс проблеми в машините и конструкциите:

• Идентифициране на естествените честоти: Основното им приложение е прецизното идентифициране на естествените честоти на машина, нейната основа, свързаните тръбопроводи или околната носеща конструкция.
• Потвърждаване на резонанса: Ако машината показва висока вибрация на определена честота по време на работа, измерването на FRF може да потвърди дали тази работна честота съвпада със структурната собствена честота. Ако пикът в работния спектър съвпада с пик във FRF, тогава резонансът се потвърждава като основна причина за високата вибрация.
• Модален анализ: Чрез измервания на FRF в много различни точки на дадена конструкция може да се изгради пълен компютърен модел на нейните вибрационни режими (нейните „работни форми на отклонение“ при резонанс). Този модел може да се използва за проектиране на ефективни структурни модификации.
• Структурна модификация („Анализ „Какво ако“): След като се потвърди резонанс, модалният модел може да се използва за симулиране на ефекта от потенциални корекции (като добавяне на усилващ елемент или маса), преди да се направят каквито и да било физически промени, като се гарантира, че предложеното решение ще бъде ефективно.

← Обратно към основния индекс