Löögitestimise mõistmine
Definitsioon: Mis on lööktestimine?
Löögitestimine (nimetatakse ka impulsstestimiseks või mõjumodaalseks analüüsiks) on modaalne testimine tehnika, kus instrumenteeritud löökvasarat kasutatakse konstruktsioonidele lairiba jõuimpulsside rakendamiseks, mõõtes samal ajal saadud tulemust vibratsioon vastus koos kiirendusmõõturid. Tehnika arvutab sageduskarakteristiku funktsioonid (FRF-id), mis näitavad, kuidas struktuurid igal sagedusel reageerivad, paljastades loomulikud sagedused, režiimi kujundidja summutamine dünaamilise käitumise mõistmiseks ja resonantsiprobleemide diagnoosimiseks olulised suhtarvud.
Löögikatsetused on praktiline alternatiiv raputitega modaalkatsetele, pakkudes sarnast teavet ilma raskete ja kallite elektromagnetiliste raputite ning keerukate kinnitusvahenditeta. Seda kasutatakse laialdaselt resonantsi tõrkeotsinguks, konstruktsioonimuudatuste valideerimiseks ja lõplike elementide mudeli korreleerimiseks masinate ja konstruktsioonidünaamika rakendustes.
Varustus
Instrumenteeritud löögivasar
- Jõuandur: Haamripeas olev piesoelektriline andur mõõdab löögijõudu
- Haamri mass: 0,1–5 kg, olenevalt konstruktsiooni suurusest ja sagedusvahemikust
- Vahetatavad otsikud: Kõva (teras), keskmine (plastik), pehme (kumm)
- Väljund: Jõusignaal sünkroniseeritud vastuse mõõtmisega
- Tüüpiline maksumus: $500-3000
Reaktsiooniandurid
- Kiirendusmõõturid huvipakkuvates kohtades
- Üks liikuv kiirendusmõõtur või mitu fikseeritud andurit
- Hea sagedusvahemiku sobitamise testi nõuded
Andmete kogumine
- Vähemalt kaks kanalit (jõud ja vastus)
- Samaaegne proovivõtt on oluline
- FFT analüsaator või modaalanalüüsi tarkvara
- Ülekandefunktsioon ja koherentsuse arvutamine
Katsemenetlus
Ühepunktiline FRF
- Kiirendusmõõturi kinnitus: Vastuse asukohas
- Valige haamriots: Sobivus struktuuri ja sagedusvahemikuga
- Streigi struktuur: Kindel ja kiire löök erutuspunktis
- Kirje andmed: Jõu- ja reageerimissignaalid
- Arvuta FRF: H(f) = Vastus(f) / Jõud(f)
- Keskmine: Korda 3–10 korda, keskmised FRF-id
- Kontrollige sidusust: Kontrollige andmete kvaliteeti (sidusus > 0,9)
Mitmepunktiline testimine
- Liughaamer: Mõjub mitmele punktile, fikseeritud kiirendusmõõtur
- Liikuv kiirendusmõõtur: Löögi fikseeritud punkt, liigutage kiirendusmõõturit
- Tulemus: Mitmest asukohast pärinevad FRF-id näitavad moodi kuju
- Võrgu testimine: Süstemaatiline punktide võrgustik täielikuks konstruktsioonide uuringuks
Haamriotsa valik
Mõju sageduse sisule
- Kõva ots (teras): Lühike löögikestus, kõrgsageduslik sisu, sobib jäikadele konstruktsioonidele ja kõrgsagedustele (kuni 10+ kHz)
- Keskmise suurusega ots (nailon/delrin): Mõõdukas kestus, tasakaalustatud spekter, üldotstarbeline (kuni 2–5 kHz)
- Pehme ots (kummist): Pikk kestus, madala sagedusega rõhuasetus, suured/paindlikud struktuurid (kuni 500–1000 Hz)
Sobiv struktuur
- Kerged konstruktsioonid: Väike haamer, pehme ots (vältige kahjustusi, helinaid)
- Rasked konstruktsioonid: Suur haamer, kõvem ots (piisav erutus)
- Pöidlareegel: Konstruktsioon peaks reageerima, kuid mitte ülemäära (tippkiirendus tüüpiliselt 1–10 g)
Andmete kvaliteet
Hea löögitehnika
- Kiire ja puhas löök (topeltlööke pole)
- Haamer tõmbus kohe eemale (ei püsi kontaktis)
- Löö pinnaga risti
- Järjepidev löögikoht
- Sobiv jõutase
Sidususe valideerimine
- Koherentsusfunktsioon näitab mõõtmise kvaliteeti
- Koherentsus 1,0 lähedal (> 0,9) = head andmed
- Madal koherentsus = nõrk mõju, müra, mittelineaarsus
- Keelduge halbadest mõjudest, korrake testi
Tulemused ja tõlgendamine
Sageduskarakteristiku funktsioon
- Suuruse graafik näitab võimenduse ja sageduse suhet
- Tipud = loomulikud sagedused/resonantsid
- Tippkõrgus = võimendustegur (sumbuvuse pöördväärtus)
- Faas graafik näitab 180° nihkeid resonantside kaudu
Loodusliku sageduse tuvastamine
- Loetle kõik FRF-i tipud
- Esimene režiim, tavaliselt madalaim sagedustipp
- Kõrgemad moodid kõrgematel sagedustel
- Võrrelge interferentsi kontrollimiseks töösagedustega
Režiimi kuju määramine
- Mitmepunktilise testimise põhjal
- Resonantsi ajal tekkivad suhtelised reaktsiooniamplituudid määravad läbipainde mustri
- Animatsioon on tarkvaraga võimalik
- Tuvastab sõlmed ja antinoodid
Masinate tõrkeotsingu rakendused
Raami resonantsi uurimine
- Löögimootor või ventilaatori raam
- Tuvastage kaadri loomulikud sagedused
- Võrrelge tera läbilaskevõimega, mootori elektromagnetilised sagedused
- Kui vaste leitakse → resonants on probleem
Vundamendi testimine
- Löögialusplaat või vundament
- Määrake alus-omadussagedused
- Kontrollige piisavat jäikust ja sageduseraldust
Enne/pärast võrdlusi
- Katse enne konstruktsiooni muutmist
- Katse pärast (jäikus, summutus, massi muutused)
- Veenduge, et muudatus saavutas soovitud efekti
- Kvantifitseerige paranemist
Löögikatsetused on praktiline ja kulutõhus modaalanalüüsi tehnika, mis on kättesaadav vibratsioonispetsialistidele. Kasutades ainult instrumenteeritud haamrit ja vibratsioonianalüsaatorit, tuvastab löögikatsetused konstruktsiooniresonantsid, valideerib modifikatsioone ja pakub dünaamilist iseloomustust, mis on vajalik resonantsiprobleemide lahendamiseks ja konstruktsioonide optimeerimiseks masinates ja konstruktsioonirakendustes.