충격 시험이란? 모달 분석 기법 • 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋"은 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 장비입니다. 충격 시험이란? 모달 분석 기법 • 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋"은 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 장비입니다.

충격 시험이란 무엇인가? 모달 분석 기법

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충격 테스트 이해

정의: 충격 테스트란 무엇인가?

충격 테스트 (충격 테스트 또는 충격 모달 분석이라고도 함) 모달 테스트 구조물에 광대역 힘 충격을 가하고 그 결과를 측정하기 위해 계측된 충격 망치를 사용하는 기술 진동 응답 가속도계. 이 기술은 계산합니다 주파수 응답 함수 (FRF)는 각 주파수에서 구조가 어떻게 반응하는지 보여줍니다. 고유 진동수, 모드 모양, 그리고 제동 동적 행동을 이해하고 공명 문제를 진단하는 데 필수적인 비율입니다.

충격 시험은 진동기 모달 시험의 실용적인 현장 대안으로, 무겁고 값비싼 전자기 진동기와 복잡한 장착 장치 없이도 유사한 정보를 제공합니다. 기계 및 구조 동역학 분야에서 공진 문제 해결, 구조 변형 검증, 유한 요소 모델 상관 분석에 널리 사용됩니다.

장비

계측 충격 망치

  • 힘 센서: 망치 머리의 압전 센서가 충격력을 측정합니다.
  • 해머 질량: 구조 크기 및 주파수 범위에 따라 0.1-5kg
  • 교체 가능한 팁: 단단함(강철), 중간(플라스틱), 부드러움(고무)
  • 출력: 응답 측정과 동기화된 힘 신호
  • 일반적인 비용: $500-3000

응답 센서

  • 관심 지점의 가속도계
  • 단일 이동 가속도계 또는 여러 고정 센서
  • 양호한 주파수 범위 매칭 테스트 요구 사항

데이터 수집

  • 최소 2개의 채널(힘과 반응)
  • 동시 샘플링이 필수입니다
  • FFT 분석기 또는 모달 분석 소프트웨어
  • 전달 함수 및 코히어런스 계산

테스트 절차

단일 지점 FRF

  1. 가속도계 장착: 응답 위치에서
  2. 해머 팁 선택: 구조 및 주파수 범위에 맞춰 조정
  3. 파업 구조: 여기점에서 단단하고 빠른 충격
  4. 기록 데이터: 힘과 반응 신호
  5. FRF 계산: H(f) = 반응(f) / 힘(f)
  6. 평균: 3~10회 반복, 평균 FRF
  7. 일관성 확인: 데이터 품질 검증(일관성 > 0.9)

다중 지점 테스트

  • 로빙 해머: 여러 지점에 영향을 미치고 가속도계가 고정됨
  • 이동 가속도계: 고정점에 영향을 미치고 가속도계를 이동합니다.
  • 결과: 여러 위치의 FRF가 모드 모양을 보여줍니다.
  • 그리드 테스트: 완전한 구조 조사를 위한 체계적인 지점 그리드

해머 팁 선택

주파수 콘텐츠에 대한 영향

  • 하드 팁(스틸): 충격 지속 시간이 짧고 고주파 함량이 높아 견고한 구조와 고주파(10kHz 이상)에 적합합니다.
  • 중간 팁(나일론/델린): 중간 지속 시간, 균형 스펙트럼, 일반 용도(2-5kHz까지)
  • 소프트 팁(고무): 장시간, 저주파 강조, 대형/유연한 구조(500-1000Hz까지)

매칭 구조

  • 가벼운 구조: 작은 망치, 부드러운 팁(손상 및 울림 방지)
  • 무거운 구조물: 큰 망치, 더 단단한 팁(적절한 자극)
  • 경험의 법칙: 구조는 반응해야 하지만 과도해서는 안 됩니다(최대 가속도 1-10g 일반적)

데이터 품질

좋은 임팩트 기술

  • 빠르고 깔끔한 충격(더블히트 없음)
  • 해머는 즉시 물러났다(접촉을 유지하지 않음)
  • 표면에 수직으로 타격
  • 일관된 파업 위치
  • 적절한 힘 수준

코히어런스 검증

  • 코히어런스 함수는 측정 품질을 보여줍니다.
  • 1.0에 가까운 코히어런스(> 0.9) = 좋은 데이터
  • 낮은 일관성 = 낮은 충격, 노이즈, 비선형성
  • 불량 영향 거부, 테스트 반복

결과 및 해석

주파수 응답 함수

  • 크기 플롯은 증폭 대 주파수를 보여줍니다.
  • 피크 = 고유 진동수/공명
  • 피크 높이 = 증폭 계수(감쇠의 역수)
  • 단계 플롯은 공명을 통해 180° 이동을 보여줍니다.

고유 주파수 식별

  • FRF의 모든 피크 나열
  • 첫 번째 모드는 일반적으로 가장 낮은 주파수 피크입니다.
  • 더 높은 주파수에서의 더 높은 모드
  • 간섭 검사를 위해 작동 주파수와 비교하세요

모드 형상 결정

  • 다중 지점 테스트에서
  • 공진에서의 상대적 응답 진폭은 편향 패턴을 정의합니다.
  • 소프트웨어로 애니메이션이 가능합니다
  • 노드와 안티노드를 식별합니다.

기계 문제 해결에 대한 응용 프로그램

프레임 공명 조사

  • 임팩트 모터 또는 팬 프레임
  • 프레임 고유 주파수 식별
  • 블레이드 통과와 비교, 모터 전자기 주파수
  • 일치가 발견되면 → 공명이 문제입니다

기초 테스트

  • 충격 베이스 플레이트 또는 기초
  • 기초 고유 진동수 결정
  • 적절한 강성과 주파수 분리를 확인하세요

전후 비교

  • 구조변경 전 테스트
  • (강화, 감쇠, 질량 변화) 후 테스트
  • 수정이 원하는 효과를 얻었는지 확인하세요
  • 개선 사항 정량화

충격 시험은 현장 진동 전문가가 활용할 수 있는 실용적이고 비용 효율적인 모달 분석 기법입니다. 계측된 해머와 진동 분석기만을 사용하여 충격 시험을 통해 구조적 공진을 파악하고, 수정 사항을 검증하며, 기계 및 구조물 분야에서 공진 문제를 해결하고 구조 설계를 최적화하는 데 필요한 동적 특성을 제공합니다.

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