Ülekandefunktsiooni mõistmine
Definitsioon: Mis on ülekandefunktsioon?
Ülekandefunktsioon (nimetatakse ka sageduskarakteristiku funktsioon või FRF) on kompleksväärtustega funktsioon, mis kirjeldab, kuidas mehaaniline süsteem reageerib sisendjõududele või liikumistele sageduse funktsioonina. Matemaatiliselt on see väljundjõu ja -jõu suhe. vibratsioon sisendergutuse reaktsioon igal sagedusel: H(f) = väljund(f) / sisend(f). Ülekandefunktsioon sisaldab nii suuruse infot (kui palju süsteem igal sagedusel võimendab või nõrgestab) kui ka faas teave (ajaline viivitus või resonantsi karakteristikud).
Ülekandefunktsioonid on masinate dünaamika mõistmiseks üliolulised, kuna need iseloomustavad süsteemi loomupäraseid reageerimisomadusi –loomulikud sagedused, summutamine, režiimi kujud – sõltumatud konkreetsest sundusest, mis võib töötamise ajal esineda. Need on olulised modaalne analüüs, konstruktsioonimuutuste ennustamine ja vibratsiooniisolatsiooni projekteerimine.
Matemaatiline formulatsioon
Põhimääratlus
- H(f) = Y(f) / X(f)
- Kus Y(f) = väljundspekter (vastusspekter)
- X(f) = sisendspekter (ergastusspekter)
- Mõlemad mõõdeti samaaegselt
Ristspektri kasutamine
Müravate mõõtmiste puhul:
- H(f) = Gxy(f) / Gxx(f)
- Gxy = sisendi ja väljundi vaheline ristspekter
- Gxx = sisendi automaatne spekter
- Vähendab väljundmürast tulenevat eelarvamust
- Standardmeetod praktikas
Komponendid
- Suurusjärk |H(f)|: Võimendustegur igal sagedusel
- Faas ∠H(f): Faasinihe väljundi ja sisendi vahel
- Pärisosa: Faasivastus
- Kujuteldav osa: Kvadratuurne vastus
Füüsiline tähendus
Suuruse tõlgendamine
- |H| > 1: Süsteem võimendub sellel sagedusel (resonantsipiirkond)
- |H| = 1: Väljund võrdub sisendiga (neutraalne)
- |H| < 1: Süsteem nõrgeneb (isolatsioon, resonantsi puudumine)
- Piigid: Esinevad loomulikel sagedustel (resonantsid)
- Tippkõrgus: Summutamisega seotud (kõrgemad tipud = väiksem summutus)
Faasi tõlgendamine
- 0°: Väljund sisendiga samas faasis (jäikuse kontrolli all, alla resonantsi)
- 90°: Väljund jääb sisendist maha veerandtsükli võrra (resonantsi ajal)
- 180°: Väljund sisendile vastupidine (massi järgi juhitav, resonantsist kõrgemal)
- Faas läbi resonantsi: Iseloomulik 180° nihe alt üles
Mõõtmismeetodid
Löögitestimine (löögitest)
Kõige levinumad masinate puhul:
- Sisend: Instrumenteeritud haamrilöök (mõõdab jõudu)
- Väljund: Kiirendusmõõtur konstruktsioonil (mõõdab vastust)
- Eelised: Kiire, lihtne, pole vaja spetsiaalseid seadmeid peale haamri ja kiirendusmõõturi
- Piirangud: Üksik löök = piiratud keskmistamine, jõuspektri kvaliteet
Raputi testimine
- Kontrollitud elektromagnetiline raputi rakendab jõudu
- Juhuslik, pühitud siinus- või säutsuergutus
- Suurepärane jõukontroll ja spektraalne sisu
- Kuldstandard, kuid nõuab loksutivarustust
Operatiivne mõõtmine
- Kasutage sisendina tööjõude (töötav masin)
- Vähem kontrollitud, kuid reaalsed töötingimused
- Nõuab sisendi tuvastamist (jõu mõõtmine või võrdluspunkt)
Rakendused
1. Modaalne analüüs
Omavõnkesageduste ja moodikujude tuvastamine:
- Ülekandefunktsiooni suuruse tipud = loomulikud sagedused
- Läbivate tippude faasid kinnitavad resonantsi
- Tipu laius näitab summutust
- Mitmed mõõtmispunktid näitavad režiimi kuju
2. Resonantsi diagnoosimine
- Määrake, kas töösagedus on lähedal loomulikule sagedusele
- Hinnake eraldusmarginaali
- Tuvastage probleemsed resonantsid
- Juhendi muutmise strateegiad
3. Vibratsiooniisolatsiooni disain
- Isolaatori efektiivsuse ennustamine
- Ülekandefunktsioon näitab edastust ja sagedust
- Isolaatori loomulik sagedus on nähtav tipuna
- Üle 2× isolaatori sageduse on hea isolatsioon (|H| < 1)
4. Struktuurilise modifikatsiooni ennustamine
- Massi, jäikuse või summutuse muutuste mõju ennustamine
- Enne/pärast võrdlus kinnitab muudatusi
- Optimeerige modifikatsioone modelleerimise abil
Tõlgendamine masinate kontekstis
Rootori laagrisüsteem
- Sisend: Rootori tasakaalustamatuse jõud
- Väljund: laagri vibratsioon
- Ülekandefunktsioon näitab, kuidas tasakaalustamatus tekitab vibratsiooni
- Tipphetkel kriitilised kiirused
- Kasutatakse rootori dünaamika analüüsis
Sihtasutuse ülekanne
- Sisend: Laagrikorpuse vibratsioon
- Väljund: Vundamendi või põranda vibratsioon
- Näitab vibratsiooni ülekandeteed
- Tuvastab probleemsed edastussagedused
- Juhendab isolatsiooni või jäigastumist
Seos teiste funktsioonidega
Ülekandefunktsioon vs. sageduskarakteristik
- Termineid kasutatakse sageli vaheldumisi
- Sageduskarakteristiku funktsioon (FRF) on sama mis ülekandefunktsioon vibratsiooni kontekstis
- Mõlemad kirjeldavad süsteemi reaktsiooni sageduse suhtes
Ülekandefunktsioon ja sidusus
- Sidusus valideerib ülekandefunktsiooni kvaliteeti
- Kõrge koherentsus (>0,9) = usaldusväärne ülekandefunktsioon
- Madal koherentsus = halb mõõtmine või korreleerimata müra
- Ülekandefunktsioonide kasutamisel kontrollige alati sidusust
Ülekandefunktsioon on võimas analüütiline tööriist, mis iseloomustab mehaanilise süsteemi dünaamikat sisendi ja väljundi vahelise põhilise seose kaudu. Ülekandefunktsiooni mõõtmise, tõlgendamise – eriti resonantside äratundmise magnituudipiikidest ja faasisiiretest – ja rakendamise mõistmine võimaldab modaalset analüüsi, resonantsi diagnoosimist, struktuurimuutuste ennustamist ja põhjalikku vibratsiooniülekande analüüsi, mis on olulised täiustatud masinate dünaamika ja vibratsiooni juhtimise jaoks.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 