Vaikuttavuustestauksen ymmärtäminen
Määritelmä: Mitä on vaikuttavuustestaus?
Iskutestaus (kutsutaan myös impulssitestaukseksi tai vaikutusmodaalianalyysiksi) on modaalinen testaus tekniikka, jossa käytetään instrumentoitua iskuvasaraa laajakaistaisten voimaimpulssien kohdistamiseksi rakenteisiin samalla mitaten syntyviä tärinä vastaus kiihtyvyysmittarit. Tekniikka laskee taajuusvastefunktiot (FRF) osoittavat, miten rakenteet reagoivat kullakin taajuudella, paljastaen luonnolliset taajuudet, moodimuodot, ja vaimennus suhteet, jotka ovat olennaisia dynaamisen käyttäytymisen ymmärtämiseksi ja resonanssiongelmien diagnosoimiseksi.
Iskukoe on käytännöllinen vaihtoehto tärytysmenetelmään perustuvalle testaukselle, sillä se tarjoaa samanlaista tietoa ilman raskaita ja kalliita sähkömagneettisia täryttimiä ja monimutkaisia kiinnityslaitteita. Sitä käytetään laajalti resonanssin vianmääritykseen, rakenteellisten muutosten validointiin ja äärelliselementtimenetelmämallien korrelointiin koneissa ja rakennedynamiikan sovelluksissa.
Laitteet
Instrumentoitu iskuvasara
- Voima-anturi: Vasaran päässä oleva pietsosähköinen anturi mittaa iskuvoimaa
- Vasaran massa: 0,1–5 kg rakenteen koosta ja taajuusalueesta riippuen
- Vaihdettavat kärjet: Kova (teräs), keskikova (muovi), pehmeä (kumi)
- Lähtö: Voimasignaali synkronoitu vastemittauksen kanssa
- Tyypilliset kustannukset: $500-3000
Vastausanturit
- Kiihtyvyysanturit kiinnostavissa paikoissa
- Yksi liikkuva kiihtyvyysanturi tai useita kiinteitä antureita
- Hyvät taajuusalueen sovitustestivaatimukset
Tiedonkeruu
- Vähintään kaksi kanavaa (voima ja vaste)
- Samanaikainen näytteenotto on välttämätöntä
- FFT-analysaattori tai modaalianalyysiohjelmisto
- Siirtofunktio ja koherenssilaskenta
Testausmenettely
Yhden pisteen FRF
- Kiihtyvyysanturin kiinnitys: Vastauspaikalla
- Valitse vasaran kärki: Sopii rakenteeseen ja taajuusalueeseen
- Lakkorakenne: Nopea ja luja isku herätepisteessä
- Tallennetiedot: Voima- ja vastesignaalit
- Laske FRF: H(f) = Vastaus(f) / Voima(f)
- Keskimäärin: Toista 3–10 kertaa, keskimääräiset FRF:t
- Tarkista johdonmukaisuus: Varmista datan laatu (koherenssi > 0,9)
Monipistetestaus
- Kiertävä vasara: Useisiin pisteisiin osuva, kiinteä kiihtyvyysanturi
- Liikkuva kiihtyvyysanturi: Kiinteän pisteen isku, kiihtyvyysanturin siirto
- Tulos: Useista sijainneista tulevat FRF:t paljastavat moodimuotoja
- Ruudukkotestaus: Systemaattinen pisteverkko täydellistä rakennetutkimusta varten
Vasaran kärjen valinta
Vaikutus taajuussisältöön
- Kova kärki (teräs): Lyhyt iskunkesto, korkeataajuussisältö, hyvä jäykille rakenteille ja korkeille taajuuksille (jopa 10+ kHz)
- Keskikokoinen kärki (nailon/delriini): Kohtalainen kesto, tasapainoinen spektri, yleiskäyttöinen (2–5 kHz:iin asti)
- Pehmeä kärki (kumi): Pitkä kesto, matalataajuinen painotus, suuret/joustavat rakenteet (500–1000 Hz:iin asti)
Vastaava rakenne
- Kevyet rakenteet: Pieni vasara, pehmeä kärki (vältä vaurioita, sointia)
- Raskaat rakenteet: Suuri vasara, kovempi kärki (riittävä heräte)
- Nyrkkisääntö: Rakenteen tulisi reagoida, mutta ei liikaa (huippukiihtyvyys tyypillisesti 1–10 g)
Tiedon laatu
Hyvä iskutekniikka
- Nopea ja siisti isku (ei kaksoisiskuja)
- Vasara vetäytyi heti pois (ei pysy kosketuksessa)
- Isku kohtisuorassa pintaan nähden
- Johdonmukainen iskupaikka
- Sopiva voimataso
Johdonmukaisuuden validointi
- Koherenssifunktio osoittaa mittauksen laadun
- Koherenssi lähellä 1,0:aa (> 0,9) = hyvä data
- Matala koherenssi = heikko vaikutus, kohina, epälineaarisuus
- Hylkää huonot iskut, toista testi
Tulokset ja tulkinta
Taajuusvastetoiminto
- Magnitudikaavio näyttää vahvistuksen taajuuden funktiona
- Huiput = luonnolliset taajuudet/resonanssit
- Huipun korkeus = vahvistuskerroin (vaimennuksen käänteisluku)
- Vaihe kuvaaja näyttää 180° siirtymät resonanssien kautta
Luonnollisen taajuuden tunnistus
- Listaa kaikki FRF:n huiput
- Ensimmäisessä tilassa tyypillisesti alin taajuushuippu
- Korkeammat moodit korkeammilla taajuuksilla
- Vertaa toimintataajuuksiin interferenssitarkistusta varten
Moodimuodon määritys
- Monipistetestauksesta
- Resonanssin suhteelliset vasteamplitudit määrittävät taipumakuvion
- Animaatio mahdollista ohjelmistolla
- Tunnistaa solmut ja antinodit
Sovellukset koneiden vianmäärityksessä
Kehysresonanssin tutkimus
- Iskumoottori tai tuulettimen runko
- Tunnista kehyksen ominaistaajuudet
- Vertaa terän ohitukseen, moottorin sähkömagneettisiin taajuuksiin
- Jos osuma löytyy → resonanssi on ongelma
Perustustestaus
- Iskujalusta tai perustus
- Määritä perustason ominaistaajuudet
- Varmista riittävä jäykkyys ja taajuuserotus
Ennen/jälkeen-vertailuja
- Testi ennen rakenteellista muutosta
- Testi jälkeen (jäykistyminen, vaimennus, massamuutokset)
- Varmista, että muokkaus saavutti halutun vaikutuksen
- Määritä parannus
Iskukoe on käytännöllinen ja kustannustehokas modaalianalyysitekniikka, joka on kenttävärähtelyasiantuntijoiden saatavilla. Käyttämällä vain instrumentoitua vasaraa ja värähtelyanalysaattoria iskukoe tunnistaa rakenteelliset resonanssit, validoi muutoksia ja tarjoaa dynaamisen karakterisoinnin, jota tarvitaan resonanssiongelmien ratkaisemiseen ja rakennesuunnittelun optimointiin koneissa ja rakennesovelluksissa.
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 