Bump testavimo supratimas
A smūgio testas - taip pat vadinamas smūginiu bandymu arba bandymu su plaktuku - tai paprastas eksperimentinis metodas, skirtas nustatyti savieji dažniai ir slopinimas konstrukcijos ar mašinos charakteristikas, smūgiuojant į ją plaktuku (su jutikliu arba be jo) ir matuojant susidariusį laisvąjį vibracija atsakymą su vienu ar daugiau akcelerometrai. Vienas smarkus smūgis sužadina visus struktūrinius režimus vienu metu, o FFT atsako FFT šiuos savuosius dažnius parodo kaip viršūnes dažnių spektras. Tai yra praktiškiausias lauko metodas. modalinis testavimas nes tam reikia tik plaktuko ir vibracijų analizatoriaus - jokių brangių elektrodinaminių vibratorių ir sudėtingos įrangos. Todėl jis nuolat naudojamas trikčių šalinimui. rezonansas problemos, tikrinimas struktūriniai rezonansai, ir patvirtinti, kad darbiniai dažniai yra saugiai atskirti nuo savųjų dažnių.
1. Apibrėžimas: Kas yra smūgio testas?
Smūgio bandymo principas yra tas, kad matematiškai smūgis yra labai trumpas impulsas, vienu metu apimantis energiją plačiame dažnių diapazone. Kai ši plačiajuostė energija perduodama konstrukcijai, vienu metu sužadinami visi režimai, kurių savasis dažnis patenka į impulso juostos plotį. Tada konstrukcija “nuslopsta” savo būdingais dažniais, o slopstantis atsakas, užfiksuotas akselerometru, išsaugo tų režimų pėdsaką. Perkėlus šį slopstantį atsaką į dažnių sritį, kiekvienas režimas virsta viršūne, todėl vienu smūgiu per kelias sekundes galima apibūdinti viso mašinos rėmo, pjedestalo ar vamzdyno atkarpos dinaminį pobūdį. Tai yra praktiškas platesnės disciplinos, t. y. smūginis bandymas.
2. Reikalinga įranga
Smūginis plaktukas
Nuo plaktuko pasirinkimo priklauso, ar rezultatas bus kiekybinis, ar tik kokybinis.
Instrumentinis plaktukas (pageidautina)
- Į plaktuko galvutę įmontuotas jėgos keitiklis tiesiogiai matuoja smūgio jėgą.
- Tai leidžia iš tikrųjų perdavimo funkcija (atsakas padalytas iš jėgos) ir dažnio atsako funkcija apskaičiuoti.
- Rezultatai yra kiekybiniai ir pakartojami.
- Įprastinė kaina: $500-3 000.
Neinstrumentinis (paprastas)
- Tinka paprastas plaktukas, guminis plaktukas ar net rankinis smūgis.
- Matuojamas tik atsakas, o ne jėga.
- Jis leidžia kokybiškai nustatyti dažnį - kur yra viršūnės, bet ne jų absoliutų dydį jėgos vienetui.
- To visiškai pakanka daugeliui lauko taikymų.
- Nemokama arba labai pigi.
Atsako matavimas
- Akcelerometras, sumontuotas dominančiame atsako taške.
- Prijungtas prie vibracijos analizatoriaus arba duomenų rinkimo įrenginio.
- Norint nustatyti viršūnes, reikia FFT analizės galimybių.
Analizė
- atsako signalo FFT.
- Viršūnės atitinka savituosius dažnius.
- Viršūnės plotis yra slopinimo rodiklis.
3. Bandymo procedūra
Pagrindinis smūgio testas
- Pritvirtinkite akselerometrą: pasirinktame atsako matavimo taške.
- Nustatykite analizatorių: FFT režimu, atitinkamu struktūros dažnių diapazonu.
- Suduokite smūgį į struktūrą: vienu stipriu smūgiu plaktuku.
- Užfiksuokite atsakymą: įrašykite slopstančią vibraciją.
- Pakartokite: kelis smūgius (paprastai nuo trijų iki dešimties), kad išlygintumėte skirtumus tarp smūgių.
- Analizuokite: gautame FFT matomos natūraliųjų dažnių viršūnės.
Išplėstinis testavimas
- Matavimai keliuose atsako taškuose, siekiant nustatyti režimo formos.
- Instrumentinis plaktukas kiekybinėms perdavimo funkcijoms
- Koherencija analizė, skirta išmatuotų duomenų kokybei patvirtinti.
- Visiško dažnio atsako funkcijos (FRF) skaičiavimas.
4. Paraiškos
Rezonanso identifikavimas
Tai dažniausiai pasitaikanti paraiška. Bandymo metu nustatomi konstrukcijos savieji dažniai, kurie vėliau lyginami su mašinos darbiniais dažniais - 1×, 2×, peilių perdavimai, ir t. t., siekiant nustatyti, ar didelę vibraciją lemia rezonansas, ir vadovautis modifikavimo strategija. Tai taip pat yra natūralus atitikmuo paleidimas arba riedėjimas bandymas, kuris atskleidžia tuos pačius rezonansus, kai pati mašina pereina visą sukimosi greičio diapazoną.
Struktūrinė diagnozė
- Nustatykite silpnas arba pernelyg lanksčias sudedamąsias dalis.
- Rasti laisvas arba įtrūkusios konstrukcijos, dėl kurių numatomos viršūnės pasislenka arba suskyla.
- Įvertinti pamatus arba montavimą standumas.
- Pateikite palyginimą prieš ir po, kad patvirtintumėte struktūrinį pakeitimą.
Modalinis testavimas
- Nustatykite natūraliuosius dažnius, modų formas ir slopinimą kartu.
- Galutinių elementų modelių patvirtinimas pagal išmatuotą tikrovę.
- Optimizuoti konstrukcinį projektą.
5. Interpretacija
Natūralių dažnių nustatymas
- Smūgio atsako spektro viršūnės yra savieji dažniai.
- Aštrios viršūnės rodo mažą slopinimą, taigi ir galimą rezonanso problemą.
- Plačios viršūnės rodo didelį slopinimą, kai rezonansas nėra toks svarbus.
- Keletas viršūnių reiškia, kad yra keli režimai.
Rezonanso rizikos vertinimas
- Jei savasis dažnis sutampa su darbiniu dažniu maždaug ±20%, kyla rezonanso pavojus.
- Jei jie yra gerai atskirti - daugiau nei 30% atstumu vienas nuo kito - būklė paprastai yra saugi.
- Smailės aukštis rodo, kokio stiprinimo galima tikėtis.
Slopinimo įvertinimas
- Išmatuokite smailės plotį ties puse jos didžiausio aukščio.
- Apskaičiuokite slopinimo koeficientas iš šio dažnių juostos pločio (pusės galios metodas).
- Arba išveskite jį iš išnykimo greičio laiko srityje.
6. Privalumai ir trūkumai
Smūgio testas patrauklus tuo, kad yra praktiškas, tačiau analitikas turėtų atsižvelgti į kompromisus.
Privalumai
- Paprastumas: Minimalus įrangos kiekis, nustatymas per kelias minutes, sužadinimui nereikia elektros energijos, ir tai galima atlikti beveik bet kur ir bet kada.
- Plačiajuostis sužadinimas: vienu smūgiu sužadinamas platus dažnių diapazonas vienu metu, todėl visi režimai nustatomi vienu bandymu - daug greičiau nei taikant sinusoidės svyravimo metodus.
- Lauko praktiškumas: nereikia transportuoti didelės įrangos, jis veikia su sumontuotomis mašinomis ir yra pakankamai greitas, kad būtų galima atlikti įprastus darbus. trikčių šalinimas.
Apribojimai
- Pakartojamumas: smūgio jėga svyruoja tarp smūgių; padeda kelių smūgių vidurkiai, o naudojant plaktuką su prietaisais galima išmatuoti pastovią jėgą.
- Jėgos spektras: smūgio spektras priklauso nuo plaktuko masės ir antgalio kietumo - minkštas antgalis suteikia daugiau energijos žemiems dažniams, o kietas - aukštiems dažniams, todėl vienas plaktukas gali sužadinti ne visus dažnius vienodai.
- Mažas jėgos lygis: bandymas negali atkurti didelės jėgos eksploatacinių sąlygų, todėl nuo apkrovos priklausančios netiesinės savybės gali likti nesužadintos, tad jis netinka didelio atsako lygio bandymams.
7. Smūgių bandymai atliekant praktinį darbą su rotoriais
Smūgio bandymas ir rotorius balansavimas lauke yra glaudžiai susiję, nes struktūra, kuri rezonuoja arti bėgimo greičio, maskuojasi kaip akivaizdus arba labai perdėtai sureikšmina disbalansas. Prieš atlikdamas pataisymus, inžinierius turėtų įsitikinti, kad laikančioji konstrukcija nėra rezonansinė; priešingu atveju fazė ir balansavimui naudojami amplitudės rodmenys bus iškraipyti netoli šios kritinės srities. Nešiojamasis dviejų kanalų prietaisas, pvz. Balanset-1A matuoja 1× amplitudę ir fazę, reikalingą vienos ir dviejų plokštumų balansavimui, o tais pačiais akselerometrais galima užfiksuoti smūginio bandymo slopstantį atsaką, kad būtų patikrinta, ar pjedestalo arba pagrindo plokštės savasis dažnis yra pakankamai nutolęs nuo darbinio greičio. Trumpai tariant, smūginis bandymas yra paprastas, bet galingas būdas nustatyti konstrukcijos natūraliuosius dažnius ir rezonansus naudojant tik plaktuką ir analizatorių - esminė gedimų šalinimo priemonė, skirta rezonansams diagnozuoti, modifikacijoms patvirtinti ir greitiems modaliniams tyrimams atlikti nenaudojant specialios bandymų įrangos.
