A frekvenciaválaszfüggvény (FRF) megértése

1. Definíció: Mi a frekvenciaválaszfüggvény?

A Frekvenciaválasz függvény (FRF) egy olyan mérőszám, amely leírja, hogy egy szerkezet, alkatrész vagy rendszer hogyan reagál az alkalmazott gerjesztő erőre a frekvencia függvényében. Egyszerűbben fogalmazva, az FRF megmutatja, hogy egy rendszer mennyire rezeg az egyes frekvenciákon, amikor egy ismert erővel „megütjük”.

Az FRF a strukturális dinamika alapvető fogalma, modális elemzés, és rezonanciaérzékelés. Lényegében egy átviteli függvény, amely egy mért kimeneti választ (általában gyorsulás) egy mért bemeneti erőre.

FRF = Kimeneti válasz / Bemeneti erő

Mind a kimenet, mind a bemenet a frekvencia függvénye, és maga az FRF egy komplex függvény, ami azt jelenti, hogy mind az amplitúdót, mind a frekvenciát tartalmazza. fázis információ.

2. Hogyan mérik az FRF-et?

Az FRF-et jellemzően egy „ütővizsgálatnak” nevezett technikával mérik. bump teszt:

1. Egy gyorsulásmérő a szerkezetre van felszerelve, azon a ponton, ahol a választ mérni kell.
2. A szerkezet egy adott pontján egy speciális ütőelemmel ütik meg. műszeres kalapácsEnnek a kalapácsnak a hegyébe egy erőérzékelő (egy erőmérő cella) van beépítve, amely méri az ütés bemeneti erejét.
3. Többcsatornás rezgésanalizátor egyidejűleg rögzíti mind a kalapács bemeneti jelét, mind a gyorsulásmérő kimeneti jelét.
4. Az analizátor ezután elvégzi a FFT mindkét jelre, és kiszámítja a kimenet és a bemenet arányát minden frekvenciavonalon. Az eredmény az FRF.

Ez a folyamat több ütközéssel megismétlődik, amelyeket átlagolnak, hogy tiszta és megbízható FRF-mérést kapjanak.

3. FRF-diagram értelmezése

Egy FRF-et általában két diagramon jelenítünk meg:

• Nagyságrendi diagram: Ez az FRF amplitúdóját mutatja a frekvencia függvényében. A diagramon különálló csúcsok lesznek, és az egyes csúcsok frekvenciája egy természetes frekvencia (vagy rezonanciafrekvencia) a szerkezet. A csúcs magassága az erősítés mértékét és a szint mutatója. csillapítás annál a rezonanciánál.
• Fázisdiagram: Ez a válasz és a bemeneti erő közötti fáziseltolódást mutatja a frekvencia függvényében. Ahogy a frekvencia áthalad egy rezonancián, a fázisdiagram egy jellegzetes 180 fokos eltolódást mutat. Ez a fáziseltolódás a természetes frekvencia végleges megerősítése.

4. Alkalmazások a rezgésdiagnosztikában

Az FRF nélkülözhetetlen eszköz a diagnosztizáláshoz és a megoldáshoz rezonancia Gépészeti és szerkezeti problémák:

• Természetes frekvenciák azonosítása: Az elsődleges felhasználási terület egy gép, annak alapja, a csatlakoztatott csővezetékek vagy a környező tartószerkezet sajátfrekvenciáinak pontos meghatározása.
• Rezonancia megerősítése: Ha egy gép működés közben egy adott frekvencián nagy rezgést mutat, egy FRF-mérés megerősítheti, hogy az üzemi frekvencia egybeesik-e egy szerkezeti sajátfrekvenciával. Ha az üzemi spektrum csúcsa megegyezik az FRF egy csúcsával, akkor a rezonancia a nagy rezgés kiváltó oka.
• Modális elemzés: Egy szerkezet számos különböző pontján elvégzett FRF-mérésekkel elkészíthető a rezgési módok (a rezonancián jelentkező „működési elmozdulási alakzatok”) teljes számítógépes modellje. Ez a modell hatékony szerkezeti módosítások tervezésére használható.
• Szerkezeti módosítás („mi lenne, ha” elemzés): Miután a rezonancia megerősítést nyert, a modális modell felhasználható a lehetséges javítások (például merevítő vagy tömeg hozzáadása) hatásának szimulálására, mielőtt bármilyen fizikai változtatást végrehajtanának, biztosítva a javasolt megoldás hatékonyságát.

← Vissza a fő tartalomjegyzékhez