Razumijevanje funkcije frekvencijskog odziva (FRF)

1. Definicija: Što je frekvencijski odziv?

The Funkcija frekvencijskog odziva (FRF) je mjera koja opisuje kako struktura, komponenta ili sustav reagira na primijenjenu pobudnu silu, kao funkciju frekvencije. Jednostavnije rečeno, FRF vam govori koliko će sustav vibrirati na svakoj frekvenciji kada ga "udarite" poznatom silom.

FRF je temeljni koncept u strukturnoj dinamici, modalna analizai detekciju rezonancije. To je u biti prijenosna funkcija koja povezuje izmjereni izlazni odziv (obično ubrzanje) na izmjerenu ulaznu silu.

FRF = Izlazni odziv / Ulazna sila

I izlaz i ulaz su funkcije frekvencije, a sam FRF je složena funkcija, što znači da sadrži i amplitudu i faza informacija.

2. Kako se mjeri FRF?

FRF se obično mjeri tehnikom koja se naziva "test udara" ili bump test:

1. Jedan akcelerometar montiran je na konstrukciju na mjestu gdje se odziv treba izmjeriti.
2. Struktura se udara na određenoj točki posebnim instrumentirani čekićOvaj čekić ima senzor sile (mjernu ćeliju) ugrađen u vrh koji mjeri ulaznu silu udara.
3. Višekanalni analizator vibracija istovremeno bilježi i ulazni signal s čekića i izlazni signal s akcelerometra.
4. Analizator zatim izvodi Brza brzina pretrage (FFT) na oba signala i izračunava omjer izlaza i ulaza na svakoj frekvencijskoj liniji. Rezultat je FRF.

Ovaj se postupak ponavlja s višestrukim udarima, koji se usrednjavaju kako bi se dobilo čisto i pouzdano mjerenje FRF-a.

3. Tumačenje FRF dijagrama

FRF se obično prikazuje kao dva grafikona:

• Grafik magnitude: Ovo prikazuje amplitudu FRF-a u odnosu na frekvenciju. Grafik će imati različite vrhove, a frekvencija svakog vrha odgovara prirodna frekvencija (ili rezonantna frekvencija) strukture. Visina vrha je pokazatelj količine pojačanja i razine prigušivanje pri toj rezonanciji.
• Fazni dijagram: Ovo pokazuje fazni pomak između odziva i ulazne sile u odnosu na frekvenciju. Kako frekvencija prolazi kroz rezonancu, fazni dijagram će pokazati karakterističan pomak od 180 stupnjeva. Ovaj fazni pomak je konačna potvrda prirodne frekvencije.

4. Primjena u vibracijskoj dijagnostici

FRF je nezamjenjiv alat za dijagnosticiranje i rješavanje rezonancija problemi u strojevima i konstrukcijama:

• Identificiranje prirodnih frekvencija: Primarna upotreba je precizno određivanje prirodnih frekvencija stroja, njegove baze, spojenih cjevovoda ili okolne potporne konstrukcije.
• Potvrđivanje rezonancije: Ako stroj pokazuje visoke vibracije na određenoj frekvenciji tijekom rada, mjerenje FRF-a može potvrditi podudara li se ta radna frekvencija sa strukturnom prirodnom frekvencijom. Ako se vrh u radnom spektru podudara s vrhom u FRF-u, tada se rezonancija potvrđuje kao uzrok visokih vibracija.
• Modalna analiza: Mjerenjem FRF-a na mnogo različitih točaka na konstrukciji može se konstruirati potpuni računalni model njezinih vibracijskih načina (njezinih „radnih oblika otklona“ pri rezonanciji). Ovaj se model može koristiti za projektiranje učinkovitih strukturnih modifikacija.
• Strukturna modifikacija (analiza „što ako“): Nakon što se potvrdi rezonancija, modalni model može se koristiti za simulaciju učinka potencijalnih popravaka (poput dodavanja ukrućenja ili mase) prije bilo kakvih fizičkih promjena, osiguravajući da će predloženo rješenje biti učinkovito.

← Natrag na glavni indeks