Apa itu Fungsi Transfer? Karakterisasi Respons Sistem • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penghancur penyeimbang dinamis, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya. Apa itu Fungsi Transfer? Karakterisasi Respons Sistem • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penghancur penyeimbang dinamis, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya.

Apa itu Fungsi Transfer? Karakterisasi Respons Sistem

Diterbitkan oleh admin pada

Memahami Fungsi Transfer

Definisi: Apa itu Fungsi Transfer?

Fungsi transfer (juga disebut fungsi respons frekuensi atau FRF) adalah fungsi bernilai kompleks yang menggambarkan bagaimana sistem mekanis merespons gaya atau gerakan input sebagai fungsi frekuensi. Secara matematis, ini adalah rasio output getaran respons terhadap eksitasi input pada setiap frekuensi: H(f) = Output(f) / Input(f). Fungsi transfer berisi informasi besaran (seberapa besar sistem menguat atau melemah pada setiap frekuensi) dan fase informasi (penundaan waktu atau karakteristik resonansi).

Fungsi transfer merupakan hal yang fundamental untuk memahami dinamika mesin karena fungsi ini mencirikan karakteristik respons bawaan sistem—frekuensi alami, pembasahan, bentuk mode—terlepas dari gaya spesifik yang mungkin ada selama operasi. Mereka penting untuk analisis modal, prediksi modifikasi struktural, dan desain isolasi getaran.

Formulasi Matematika

Definisi Dasar

  • H(f) = Y(f) / X(f)
  • Dimana Y(f) = spektrum keluaran (respon)
  • X(f) = spektrum masukan (eksitasi)
  • Keduanya diukur secara bersamaan

Menggunakan Spektrum Silang

Untuk pengukuran yang bising:

  • H(f) = Gxy(f) / Gxx(f)
  • Gxy = spektrum silang antara input dan output
  • Gxx = spektrum otomatis masukan
  • Mengurangi bias dari kebisingan keluaran
  • Metode standar dalam praktik

Komponen

  • Besaran |H(f)|: Faktor amplifikasi pada setiap frekuensi
  • Fase ∠H(f): Jeda fase antara keluaran dan masukan
  • Bagian Nyata: Respons sefase
  • Bagian Imajiner: Respon kuadratur

Arti Fisik

Interpretasi Besaran

  • |H| > 1: Sistem menguat pada frekuensi ini (wilayah resonansi)
  • |H| = 1: Output sama dengan input (netral)
  • |H| < 1: Sistem melemah (isolasi, off-resonansi)
  • Puncak: Terjadi pada frekuensi alami (resonansi)
  • Tinggi Puncak: Terkait dengan redaman (puncak yang lebih tinggi = redaman yang lebih sedikit)

Interpretasi Fase

  • 0 derajat: Output sefase dengan input (dikendalikan kekakuan, di bawah resonansi)
  • 90°: Output tertinggal dari input sebanyak seperempat siklus (pada resonansi)
  • 180 derajat: Output berlawanan dengan input (dikendalikan massa, di atas resonansi)
  • Fase Melalui Resonansi: Karakteristik pergeseran 180° dari bawah ke atas

Metode Pengukuran

Pengujian Dampak (Uji Benturan)

Paling umum untuk mesin:

  • Masukan: Pukulan palu yang diinstrumentasi (mengukur gaya)
  • Keluaran: Akselerometer pada struktur (mengukur respons)
  • Keuntungan: Cepat, sederhana, tidak ada peralatan khusus selain palu dan akselerometer
  • Keterbatasan: Dampak tunggal = rata-rata terbatas, kualitas spektrum gaya

Pengujian Shaker

  • Pengocok elektromagnetik yang terkontrol memberikan gaya
  • Eksitasi acak, sinus tersapu, atau kicauan
  • Kontrol gaya dan konten spektral yang sangat baik
  • Standar emas tetapi membutuhkan peralatan pengocok

Pengukuran Operasional

  • Gunakan gaya operasi sebagai input (menjalankan mesin)
  • Kondisi operasi yang kurang terkontrol namun nyata
  • Memerlukan identifikasi input (pengukuran gaya atau titik referensi)

Aplikasi

1. Analisis Modal

Mengidentifikasi frekuensi alami dan bentuk mode:

  • Puncak dalam besaran fungsi transfer = frekuensi alami
  • Fase melalui puncak mengkonfirmasi resonansi
  • Lebar puncak menunjukkan redaman
  • Beberapa titik pengukuran mengungkapkan bentuk mode

2. Diagnosis Resonansi

  • Tentukan apakah frekuensi operasi mendekati frekuensi alami
  • Menilai margin pemisahan
  • Mengidentifikasi resonansi yang bermasalah
  • Strategi modifikasi panduan

3. Desain Isolasi Getaran

  • Memprediksi efektivitas isolator
  • Fungsi transfer menunjukkan transmisi vs. frekuensi
  • Frekuensi alami isolator terlihat sebagai puncak
  • Di atas frekuensi isolator 2×, isolasi yang baik (|H| < 1)

4. Prediksi Modifikasi Struktural

  • Memprediksi efek perubahan massa, kekakuan, atau redaman
  • Perbandingan sebelum/sesudah memvalidasi modifikasi
  • Optimalkan modifikasi melalui pemodelan

Interpretasi dalam Konteks Mesin

Sistem Bantalan Rotor

  • Input: Gaya ketidakseimbangan pada rotor
  • Output: Getaran bantalan
  • Fungsi transfer menunjukkan bagaimana ketidakseimbangan menciptakan getaran
  • Puncak pada kecepatan kritis
  • Digunakan dalam analisis dinamika rotor

Transmisi Pondasi

  • Input: Getaran rumah bantalan
  • Output: Getaran pondasi atau lantai
  • Menunjukkan jalur transmisi getaran
  • Mengidentifikasi frekuensi transmisi yang bermasalah
  • Panduan isolasi atau pengerasan

Hubungan dengan Fungsi Lainnya

Fungsi Transfer vs. Respons Frekuensi

  • Istilah yang sering digunakan secara bergantian
  • Fungsi Respon Frekuensi (FRF) sama dengan fungsi transfer dalam konteks getaran
  • Keduanya menggambarkan respons sistem vs. frekuensi

Fungsi Transfer dan Koherensi

  • Koherensi memvalidasi kualitas fungsi transfer
  • Koherensi tinggi (>0,9) = fungsi transfer yang andal
  • Koherensi rendah = pengukuran buruk atau gangguan tidak berkorelasi
  • Selalu periksa koherensi saat menggunakan fungsi transfer

Fungsi transfer merupakan alat analisis canggih yang mengkarakterisasi dinamika sistem mekanis melalui hubungan fundamental antara masukan dan keluaran. Memahami pengukuran, interpretasi, dan penerapan fungsi transfer—terutama mengenali resonansi dari puncak magnitudo dan transisi fase—memungkinkan analisis modal, diagnosis resonansi, prediksi modifikasi struktural, dan analisis transmisi getaran komprehensif yang penting bagi dinamika permesinan tingkat lanjut dan pengendalian getaran.

← Kembali ke Indeks Utama

Kategori:
WhatsApp