Memahami Fungsi Respons Frekuensi (FRF)

1. Definisi: Apa itu Fungsi Respons Frekuensi?

The Fungsi Respons Frekuensi (FRF) adalah ukuran yang menggambarkan bagaimana suatu struktur, komponen, atau sistem merespons gaya eksitasi yang diberikan, sebagai fungsi frekuensi. Sederhananya, FRF memberi tahu Anda seberapa besar sistem akan bergetar pada setiap frekuensi ketika Anda "memukulnya" dengan gaya yang diketahui.

FRF adalah konsep fundamental dalam dinamika struktural, analisis modal, dan deteksi resonansi. Ini pada dasarnya adalah fungsi transfer yang menghubungkan respons keluaran yang diukur (biasanya percepatan) ke gaya masukan yang terukur.

FRF = Respon Keluaran / Gaya Masukan

Baik output maupun input merupakan fungsi frekuensi, dan FRF sendiri merupakan fungsi kompleks, artinya ia mengandung amplitudo dan fase informasi.

2. Bagaimana FRF Diukur?

FRF biasanya diukur menggunakan teknik yang disebut “uji dampak” atau uji benturan:

1. Sebuah akselerometer dipasang pada struktur di titik di mana respons akan diukur.
2. Strukturnya dipukul pada titik tertentu dengan alat khusus palu berinstrumenPalu ini memiliki sensor gaya (sel beban) yang terpasang di ujungnya, yang mengukur gaya masukan benturan.
3. Multi-saluran penganalisa getaran secara bersamaan merekam sinyal masukan dari palu dan sinyal keluaran dari akselerometer.
4. Penganalisis kemudian melakukan FFT pada kedua sinyal dan menghitung rasio keluaran terhadap masukan pada setiap jalur frekuensi. Hasilnya adalah FRF.

Proses ini diulang dengan beberapa dampak, yang dirata-ratakan bersama untuk menghasilkan pengukuran FRF yang bersih dan andal.

3. Interpretasi Plot FRF

FRF biasanya ditampilkan sebagai dua plot:

• Plot Besaran: Ini menunjukkan amplitudo FRF versus frekuensi. Plot akan memiliki puncak yang berbeda, dan frekuensi setiap puncak sesuai dengan frekuensi alami (atau frekuensi resonansi) dari struktur. Ketinggian puncak merupakan indikator jumlah amplifikasi dan tingkat pembasahan pada resonansi itu.
• Plot Fase: Ini menunjukkan pergeseran fase antara respons dan gaya input terhadap frekuensi. Saat frekuensi melewati resonansi, plot fase akan menunjukkan pergeseran karakteristik 180 derajat. Pergeseran fase ini merupakan konfirmasi definitif dari frekuensi alami.

4. Aplikasi dalam Diagnostik Getaran

FRF merupakan alat yang sangat diperlukan untuk mendiagnosis dan memecahkan masalah resonansi masalah pada mesin dan struktur:

• Mengidentifikasi Frekuensi Alami: Kegunaan utamanya adalah untuk mengidentifikasi secara tepat frekuensi alami suatu mesin, alasnya, perpipaan yang terhubung, atau struktur pendukung di sekelilingnya.
• Konfirmasi Resonansi: Jika sebuah mesin menunjukkan getaran tinggi pada frekuensi tertentu selama operasi, pengukuran FRF dapat memastikan apakah frekuensi operasi tersebut bertepatan dengan frekuensi alami strukturalnya. Jika puncak dalam spektrum operasi sesuai dengan puncak FRF, maka resonansi dipastikan sebagai akar penyebab getaran tinggi tersebut.
• Analisis Modal: Dengan melakukan pengukuran FRF di berbagai titik pada suatu struktur, model komputer lengkap untuk mode getarannya ("Bentuk Defleksi Operasional" pada resonansi) dapat dibangun. Model ini dapat digunakan untuk merancang modifikasi struktural yang efektif.
• Modifikasi Struktural (Analisis “Bagaimana Jika”): Setelah resonansi terkonfirmasi, model modal dapat digunakan untuk mensimulasikan efek perbaikan potensial (seperti menambahkan pengaku atau massa) sebelum perubahan fisik apa pun dilakukan, guna memastikan solusi yang diusulkan akan efektif.

← Kembali ke Indeks Utama