Bump-Tests verstehen
Definition: Was ist ein Bump-Test?
Funktionstest (auch Schlagprüfung oder Hammerprüfung genannt) ist eine einfache experimentelle Technik zur Identifizierung Eigenfrequenzen und Dämpfung Eigenschaften von Strukturen oder Maschinen durch Schlagen mit einem Hammer (instrumentiert oder nicht) und Messen des resultierenden freie Schwingung Antwort mit Beschleunigungsaufnehmer. Der Aufprall regt alle Strukturmodi gleichzeitig an, und FFT-Analyse der Antwort zeigt Eigenfrequenzen als Spitzen in der Frequenzspektrum.
Bump-Tests sind die praktischste Methode für den Feldeinsatz Modaltests weil es nur einen Hammer und einen Schwingungsanalysator erfordert – keine teuren Shaker oder komplexe Einrichtung. Es wird häufig zur Fehlerbehebung verwendet Resonanz Probleme, Überprüfung Strukturresonanzen, und bestätigen Sie, dass die Betriebsfrequenzen ausreichend von den Eigenfrequenzen getrennt sind.
Erforderliche Ausrüstung
Schlaghammer
Instrumentierter Hammer (bevorzugt)
- Kraftaufnehmer im Hammerkopf misst die Schlagkraft
- Ermöglicht Übertragungsfunktion Berechnung (Reaktion/Kraft)
- Quantitative Ergebnisse
- Kosten: $500-3000
Nicht instrumentiert (einfach)
- Normaler Hammer, Gummihammer oder sogar Handschlag
- Nur Reaktion gemessen (keine Kraft)
- Qualitative Frequenzidentifikation
- Geeignet für viele Feldanwendungen
- Kostenlos oder zu geringen Kosten
Reaktionsmessung
- Beschleunigungsmesser am Reaktionspunkt
- Verbunden mit Schwingungsanalysator oder Datenerfassung
- FFT-Analysefähigkeit erforderlich
Analyse
- FFT des Antwortsignals
- Spitzen = Eigenfrequenzen
- Peakbreite = Dämpfungsindikator
Testverfahren
Einfacher Funktionstest
- Beschleunigungsmesser anbringen: Am Reaktionsmesspunkt
- Analyzer einrichten: FFT-Modus, entsprechender Frequenzbereich
- Streikstruktur: Fester Schlag mit Hammer
- Antwort erfassen: Vibrationsklingelton aufzeichnen
- Wiederholen: Mehrere Stöße zur Mittelwertbildung (typischerweise 3–10)
- Analysieren: FFT zeigt Eigenfrequenzspitzen
Erweiterte Tests
- Mehrere Antwortpunkte zur Bestimmung der Eigenform
- Instrumentierter Hammer für quantitative Übertragungsfunktionen
- Kohärenz Analyse zur Validierung der Datenqualität
- Berechnung der Frequenzgangfunktion (FRF)
Anwendungen
Resonanzidentifikation
Häufigste Anwendung:
- Struktureigenfrequenzen ermitteln
- Vergleichen Sie mit den Betriebsfrequenzen (1×, 2×, Schaufeldurchgang usw.)
- Ermitteln Sie, ob Resonanz hohe Vibrationen verursacht
- Strategien zur Änderung von Anleitungen
Strukturdiagnose
- Identifizieren Sie schwache oder flexible Komponenten
- Lokalisieren lose oder rissige Strukturen
- Bewerten Sie die Fundament- oder Montagesteifigkeit
- Vorher/Nachher-Vergleich zur Änderungsvalidierung
Modale Tests
- Eigenfrequenzen, Eigenformen, Dämpfung ermitteln
- Validieren von Finite-Elemente-Modellen
- Optimieren Sie die Strukturgestaltung
Interpretation
Identifizierung natürlicher Frequenzen
- Spitzen im Stoßantwortspektrum = Eigenfrequenzen
- Scharfe Spitzen = geringe Dämpfung (potenzielles Resonanzproblem)
- Breite Spitzen = hohe Dämpfung (Resonanz weniger kritisch)
- Mehrere Spitzen = mehrere Modi
Bewertung des Resonanzrisikos
- Wenn die Eigenfrequenz mit der Betriebsfrequenz übereinstimmt (±20%) → Resonanzrisiko
- Bei guter Trennung (> 30% Unterschied) → sicher
- Peakhöhe zeigt Amplifikationspotenzial an
Dämpfungsschätzung
- Messen Sie die Peakbreite bei halber Maximalhöhe
- Berechnen Sie das Dämpfungsverhältnis aus der Bandbreite
- Oder von der Abklingrate im Zeitbereich
Vorteile
Einfachheit
- Minimale Ausrüstung erforderlich
- Schnelle Einrichtung (Minuten)
- Keine Energie zur Anregung erforderlich
- Performen Sie überall und jederzeit
Breitbandanregung
- Der Aufprall regt einen breiten Frequenzbereich gleichzeitig an
- Alle Modi in einem einzigen Test identifiziert
- Schneller als Swept-Sinus-Methoden
Praxistauglichkeit
- Keine großen Geräte zu transportieren
- Arbeiten an installierten Maschinen
- Schnell genug für die routinemäßige Fehlerbehebung
Einschränkungen
Wiederholbarkeit
- Die Aufprallkraft variiert zwischen den Schlägen
- Die Mittelung mehrerer Auswirkungen hilft
- Instrumentierter Hammer sorgt für konstante Kraft
Kraftspektrum
- Das Schlagspektrum hängt von der Hammermasse und der Härte der Spitze ab
- Weiche Spitze: mehr Niederfrequenzanteil
- Harter Tipp: mehr hochfrequente Inhalte
- Möglicherweise werden nicht alle Frequenzen gleichmäßig angeregt
Niedrige Kraftniveaus
- Kann nicht unter Hochkraftbedingungen getestet werden
- Nichtlinearitäten dürfen nicht angeregt werden
- Nicht geeignet für High-Level-Response-Tests
Der Bump-Test ist eine einfache, aber leistungsstarke Methode zur Ermittlung struktureller Eigenfrequenzen und Resonanzen mit nur einem Hammer und einem Schwingungsanalysator. Seine praktische Anwendbarkeit macht ihn zu einem unverzichtbaren Tool zur Fehlerbehebung bei Resonanzproblemen, zur Validierung struktureller Modifikationen und zur Durchführung schneller Modaluntersuchungen ohne spezielle Testgeräte.
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