Comprensión de las pruebas funcionales
Definición: ¿Qué es una prueba de impacto?
Prueba de impacto (también llamada prueba de impacto o prueba de martillo) es una técnica experimental simple para identificar frecuencias naturales y mojadura Características de estructuras o maquinaria golpeándolas con un martillo (instrumentado o no) y midiendo el resultado. vibración libre respuesta con acelerómetros. El impacto excita todos los modos estructurales simultáneamente y Análisis FFT de la respuesta revela frecuencias naturales como picos en la espectro de frecuencias.
La prueba de impacto es el método más práctico para el campo. pruebas modales Porque solo requiere un martillo y un analizador de vibraciones, sin costosos vibradores ni configuraciones complejas. Se usa ampliamente para la resolución de problemas. resonancia problemas, verificando resonancias estructurales, y confirmar que las frecuencias de operación tengan una separación adecuada de las frecuencias naturales.
Equipo necesario
Martillo de impacto
Martillo Instrumentado (Preferible)
- El transductor de fuerza en la cabeza del martillo mide la fuerza del impacto.
- Habilita función de transferencia cálculo (respuesta/fuerza)
- Resultados cuantitativos
- Costo: $500-3000
No instrumentado (simple)
- Martillo normal, mazo de goma o incluso un martillo de impacto manual.
- Sólo se mide la respuesta (no la fuerza)
- Identificación de frecuencia cualitativa
- Adecuado para muchas aplicaciones de campo.
- Gratis o de bajo costo
Medición de respuesta
- Acelerómetro en el punto de respuesta
- Conectado al analizador de vibraciones o adquisición de datos
- Se requiere capacidad de análisis FFT
Análisis
- FFT de la señal de respuesta
- Picos = frecuencias naturales
- Ancho de pico = indicador de amortiguación
Procedimiento de prueba
Prueba de impacto básica
- Conecte el acelerómetro: En el punto de medición de respuesta
- Configurar el analizador: Modo FFT, rango de frecuencia apropiado
- Estructura de la huelga: Impacto firme con martillo
- Respuesta de captura: Grabar la vibración del timbre
- Repetir: Impactos múltiples para promediar (3-10 típicos)
- Analizar: La FFT muestra picos de frecuencia naturales
Pruebas avanzadas
- Puntos de respuesta múltiples para la determinación de la forma del modo
- Martillo instrumentado para funciones de transferencia cuantitativas
- Coherencia análisis para validar la calidad de los datos
- Cálculo de la función de respuesta de frecuencia (FRF)
Aplicaciones
Identificación por resonancia
Aplicación más común:
- Determinar las frecuencias naturales de la estructura
- Comparar con las frecuencias de funcionamiento (1×, 2×, paso de cuchillas, etc.)
- Identificar si la resonancia causa alta vibración
- Estrategias de modificación de guías
Diagnóstico estructural
- Identificar componentes débiles o flexibles
- Localizar perder o estructuras agrietadas
- Evaluar la rigidez de la cimentación o del montaje
- Comparación antes/después para la validación de modificaciones
Pruebas modales
- Determinar frecuencias naturales, formas modales y amortiguamiento.
- Validar modelos de elementos finitos
- Optimizar el diseño estructural
Interpretación
Identificación de frecuencias naturales
- Picos en el espectro de respuesta al impacto = frecuencias naturales
- Picos agudos = baja amortiguación (posible problema de resonancia)
- Picos anchos = alta amortiguación (resonancia menos crítica)
- Múltiples picos = múltiples modos
Evaluación del riesgo de resonancia
- Si la frecuencia natural coincide con la frecuencia de operación (±20%) → riesgo de resonancia
- Si están bien separados (diferencia > 30%) → seguro
- La altura del pico indica el potencial de amplificación
Estimación de la amortiguación
- Mida el ancho del pico a la mitad de la altura máxima
- Calcular la relación de amortiguamiento a partir del ancho de banda
- O de la tasa de decaimiento en el dominio del tiempo
Ventajas
Sencillez
- Se requiere un equipo mínimo
- Configuración rápida (minutos)
- No se necesita energía para la excitación
- Actúa en cualquier lugar y en cualquier momento
Excitación de banda ancha
- El impacto excita simultáneamente un amplio rango de frecuencias
- Todos los modos identificados en una sola prueba
- Más rápido que los métodos de seno barrido
Practicidad en el campo
- No es necesario transportar grandes equipos
- Trabajos en maquinaria instalada
- Suficientemente rápido para la resolución de problemas de rutina
Limitaciones
Repetibilidad
- La fuerza del impacto varía entre golpes
- Promediar múltiples impactos ayuda
- El martillo instrumentado proporciona una fuerza constante
Espectro de fuerza
- El espectro de impacto depende de la masa del martillo y la dureza de la punta.
- Consejo suave: más contenido de baja frecuencia
- Consejo práctico: más contenido de alta frecuencia
- Puede que no excite todas las frecuencias por igual
Niveles de fuerza bajos
- No se puede realizar la prueba en condiciones de alta fuerza
- Las no linealidades pueden no ser excitadas
- No apto para pruebas de respuesta de alto nivel
La prueba de impacto es una técnica sencilla pero eficaz para identificar frecuencias naturales y resonancias estructurales utilizando únicamente un martillo y un analizador de vibraciones. Su practicidad en aplicaciones de campo la convierte en una herramienta esencial para diagnosticar problemas de resonancia, validar modificaciones estructurales y realizar estudios modales rápidos sin necesidad de equipos de prueba especializados.
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