衝撃試験とは？モーダル解析技術 • ポータブルバランサー、振動分析装置「Balanset」は、破砕機、ファン、マルチャー、コンバインのオーガー、シャフト、遠心分離機、タービン、その他多くのローターの動的バランス調整に使用されます。 衝撃試験とは？モーダル解析技術 • ポータブルバランサー、振動分析装置「Balanset」は、破砕機、ファン、マルチャー、コンバインのオーガー、シャフト、遠心分離機、タービン、その他多くのローターの動的バランス調整に使用されます。

衝撃試験とは？モーダル解析技術

admin が に投稿

衝撃試験の理解

定義: 衝撃試験とは何ですか?

衝撃試験 （インパルス試験または衝撃モーダル解析とも呼ばれる）は モーダルテスト 計測器付きインパクトハンマーを使用して構造物に広帯域の力の衝撃を加え、その結果を測定する技術 振動 応答 加速度センサー. この技術は、 周波数応答関数 （FRF）は各周波数における構造の応答を示し、 固有振動数, モード形状、 そして 減衰 動的動作を理解し、共振の問題を診断するために不可欠な比率。.

衝撃試験は、加振モーダル試験の実用的な代替手段であり、重くて高価な電磁加振機や複雑な取り付け器具を必要とせずに、同様の情報を提供します。機械および構造力学アプリケーションにおいて、共振のトラブルシューティング、構造変更の検証、有限要素モデルの相関関係の検証などに広く利用されています。.

装置

計装インパクトハンマー

  • 力変換器: ハンマーヘッドの圧電センサーが衝撃力を測定
  • ハンマー質量: 構造サイズと周波数範囲に応じて0.1～5 kg
  • 交換可能なチップ: 硬い（スチール）、中硬（プラスチック）、柔らかい（ゴム）
  • 出力： 応答測定と同期した力信号
  • 標準コスト: $500-3000

応答センサー

  • 関心地点における加速度計
  • 単一の移動加速度計または複数の固定センサー
  • 試験要件に適合した良好な周波数範囲

データ収集

  • 最低2つのチャネル（力と応答）
  • 同時サンプリングが必須
  • FFTアナライザーまたはモーダル解析ソフトウェア
  • 伝達関数とコヒーレンスの計算

テスト手順

シングルポイントFRF

  1. マウント加速度計: 対応場所で
  2. ハンマーチップを選択: 構造と周波数範囲に合わせる
  3. ストライキ構造: 励起点における強固で素早い衝撃
  4. 記録データ: 力と応答信号
  5. FRFを計算します。 H(f) = 応答(f) / 力(f)
  6. 平均： 3～10回繰り返し、FRFを平均する
  7. 一貫性をチェック: データ品質を検証する（コヒーレンス > 0.9）

複数ポイントテスト

  • ロービングハンマー: 衝撃点複数、固定加速度計
  • 移動加速度計: 衝撃固定点、加速度計の移動
  • 結果： 複数の場所からのFRFはモード形状を明らかにする
  • グリッドテスト: 完全な構造調査のための体系的なポイントグリッド

ハンマーチップの選択

周波数コンテンツへの影響

  • ハードチップ（スチール）: 衝撃持続時間が短く、高周波コンテンツのため、剛性構造や高周波（10 kHz 以上）に適しています。
  • ミディアムチップ（ナイロン/デルリン）: 中程度の持続時間、バランスのとれたスペクトル、汎用（2～5 kHzまで）
  • ソフトチップ（ゴム）： 長時間持続、低周波強調、大規模/柔軟な構造（500～1000 Hzまで）

マッチング構造

  • 軽量構造: 小さなハンマー、柔らかい先端（損傷や鳴りを避ける）
  • 重構造物: 大きなハンマー、硬い先端（適切な励振）
  • 経験則: 構造は反応するが、過剰ではない（ピーク加速度は通常1～10g）

データ品質

優れたインパクトテクニック

  • 素早くきれいなインパクト（ダブルヒットなし）
  • ハンマーはすぐに離れる（接触したままにならない）
  • 表面に対して垂直に打つ
  • 一貫した攻撃場所
  • 適切な力のレベル

一貫性検証

  • コヒーレンス関数は測定品質を示す
  • コヒーレンスが1.0に近い（> 0.9）=良好なデータ
  • 低コヒーレンス = インパクトの悪さ、ノイズ、非線形性
  • 悪い衝撃は拒否し、テストを繰り返す

結果と解釈

周波数応答関数

  • 振幅プロットは増幅と周波数の関係を示す
  • ピーク = 固有振動数/共鳴
  • ピーク高さ = 増幅率（減衰の逆数）
  • 段階 プロットは共鳴による180°シフトを示している

自然周波数識別

  • FRFからのすべてのピークを一覧表示する
  • 最初のモードは通常最も低い周波数ピーク
  • より高い周波数での高次モード
  • 干渉チェックのために動作周波数を比較する

モード形状の決定

  • 多点テストから
  • 共振時の相対的な応答振幅が偏向パターンを定義する
  • ソフトウェアでアニメーションが可能
  • ノードとアンチノードを識別する

機械のトラブルシューティングにおけるアプリケーション

フレーム共振調査

  • インパクトモーターまたはファンフレーム
  • フレームの固有振動数を特定する
  • ブレード通過、モーターの電磁周波数と比較
  • 一致が見つかった場合→共鳴に問題がある

基礎試験

  • 衝撃ベースプレートまたは基礎
  • 基礎の固有振動数を決定する
  • 適切な剛性と周波数分離を確認する

前後の比較

  • 構造変更前のテスト
  • 試験後（剛性、減衰、質量変化）
  • 変更によって目的の効果が得られていることを確認する
  • 改善を定量化する

衝撃試験は、現場の振動専門家が利用できる実用的で費用対効果の高いモーダル解析手法です。計装ハンマーと振動アナライザーのみを使用する衝撃試験では、構造共振を特定し、改造を検証するとともに、機械および構造用途における共振問題の解決と構造設計の最適化に必要な動的特性評価を提供します。.

← メインインデックスに戻る

カテゴリー
ワッツアップ