Izpratne par trieciena testēšanu
A trieciena tests - ko sauc arī par trieciena testu vai āmura testu, ir vienkāršs eksperimentāls paņēmiens, ar ko nosaka dabiskās frekvences un slāpēšana konstrukcijas vai mašīnas raksturlielumi, sitot ar āmuru (ar vai bez instrumentiem) un izmērot iegūto brīvo spēku. vibrācija atbilde ar vienu vai vairākiem akselerometri. Vienreizējs spēcīgs trieciens uzbudina visus strukturālos režīmus uzreiz, un FFT atbildes reakcija atklāj, ka šīs dabiskās frekvences ir virsotnes. frekvenču spektrs. Tā ir vispraktiskākā lauka metode modālā testēšana jo tam nav nepieciešams nekas vairāk kā tikai āmurs un vibrāciju analizators - nav nepieciešami dārgi elektrodinamiskie kratītāji un sarežģīta uzstādīšana. Rezultātā to pastāvīgi izmanto traucējumu novēršanai. rezonanse problēmu novēršanai, pārbaudot strukturālās rezonanses, un apstiprinot, ka darba frekvences ir droši nodalītas no dabiskajām frekvencēm.
1. Definīcija: Kas ir trieciena tests?
Trieciena testa princips ir tāds, ka trieciens matemātiski ir ļoti īss impulss, kas vienlaicīgi satur enerģiju plašā frekvenču diapazonā. Kad šī platjoslas enerģija tiek nogādāta uz konstrukciju, visi režīmi, kuru dabiskā frekvence atrodas impulsa joslas platumā, tiek iedarbināti vienlaicīgi. Struktūra tad “iezvanās” savās vēlamajās frekvencēs, un paātrinājuma mērierīces fiksētā reakcija, kas samazinās, nes šo režīmu nospiedumu. Pārveidojot zvanu uz leju frekvenču jomā, katrs režīms kļūst par maksimumu, tāpēc ar vienu pieskārienu var kartēt visa mašīnas rāmja, pjedestāla vai cauruļvada dinamisko raksturu dažu sekunžu laikā. Tas ir plašākas disciplīnas, kas saistīta ar datu apstrādi, praktiski draudzīgs brālēns. trieciena testēšana.
2. Nepieciešamais aprīkojums
Trieciena āmurs
No āmura izvēles ir atkarīgs, vai rezultāts ir kvantitatīvs vai tikai kvalitatīvs.
Instrumentēts āmurs (ieteicams)
- āmura galvā iebūvēts spēka devējs tieši mēra trieciena spēku.
- Tas ļauj patiesi pārneses funkcija (reakcija dalīta ar spēku) un frekvences reakcijas funkcija jāaprēķina.
- Rezultāti ir kvantitatīvi un atkārtojami.
- Tipiskās izmaksas: $500-3,000.
Bez instrumentiem (vienkāršs)
- Var izmantot parastu āmuru, gumijas āmuru vai pat rokas āmuru.
- Tiek mērīta tikai reakcija, nevis spēks.
- Tas sniedz kvalitatīvu frekvences identifikāciju - kur ir maksimumi, bet ne to absolūto lielumu uz spēka vienību.
- Tas ir pilnīgi piemērots daudziem lauka lietojumiem.
- Bezmaksas vai ļoti zemas izmaksas.
Reakcijas mērīšana
- Akcelerometrs, kas uzstādīts interesējošajā reakcijas punktā.
- Savienots ar vibrāciju analizatoru vai datu iegūšanas ierīci.
- Lai atrisinātu virsotnes, ir nepieciešamas FFT analīzes iespējas.
Analīze
- atbildes signāla FFT.
- Maksimumi atbilst dabiskajām frekvencēm.
- Maksimuma platums ir amortizācijas rādītājs.
3. Testēšanas procedūra
Pamata trieciena tests
- Pievienojiet akselerometru: izvēlētajā reakcijas mērījumu punktā.
- Iestatiet analizatoru: FFT režīmā struktūrai piemērotā frekvenču diapazonā.
- Izdariet triecienu struktūrai: ar vienu spēcīgu sitienu ar āmuru.
- Uzņemiet reakciju: ierakstiet vibrāciju izslēgšanu.
- Atkārtot: lai izlīdzinātu svārstības starp triecieniem, vidējai vērtībai izmantojiet vairākus triecienus - parasti trīs līdz desmit.
- Analizēt: iegūtais FFT parāda dabisko frekvenču maksimumus.
Paplašināta testēšana
- Mērījumi vairākos reakcijas punktos, lai noteiktu režīma formas.
- Instrumentēts āmurs kvantitatīvām pārneses funkcijām
- Saskaņotība analīze, lai apstiprinātu izmērīto datu kvalitāti.
- Pilnas frekvences atbildes funkcijas (FRF) aprēķins.
4. Pieteikumi
Rezonanses identifikācija
Šis ir visizplatītākais lietojums. Testa laikā nosaka konstrukcijas īpatnējās frekvences, kuras pēc tam salīdzina ar mašīnas darba frekvencēm - 1×, 2×, lāpstiņu pāreja, u.c., lai noteiktu, vai rezonanse ir augstas vibrācijas cēlonis, un lai vadītos pēc modifikācijas stratēģijas. Tas ir arī dabisks ekvivalents uzskrējiens vai ripošana testam, kas atklāj tās pašas rezonanses, kamēr pati mašīna iziet cauri ātruma diapazonam.
Strukturālā diagnostika
- Identificējiet vājās vai pārāk elastīgās sastāvdaļas.
- Atrodiet vaļīgs vai plaisas struktūras, kas nobīda vai sašķeļ paredzamos maksimumus.
- Novērtēt pamatu vai montāžu stīvums.
- Sniedziet salīdzinājumu pirms/pēc, lai apstiprinātu strukturālo modifikāciju.
Modālā testēšana
- Nosakiet dabiskās frekvences, režīmu formas un amortizāciju kopā.
- Galīgo elementu modeļu apstiprināšana, salīdzinot ar izmērīto realitāti.
- Optimizēt konstrukcijas projektu.
5. Interpretācija
Dabisko frekvenču identificēšana
- Maksimumi trieciena reakcijas spektrā ir raksturīgās frekvences.
- Asi maksimumi norāda uz zemu amortizāciju un līdz ar to uz potenciālu rezonanses problēmu.
- Plaši maksimumi norāda uz augstu amortizāciju, kur rezonanse ir mazāk svarīga.
- Vairāki maksimumi nozīmē, ka ir vairāki režīmi.
Rezonanses riska novērtēšana
- Ja dabiskā frekvence sakrīt ar darba frekvenci aptuveni ±20% robežās, pastāv rezonanses risks.
- Ja tās ir labi atdalītas - vairāk nekā 30% viena no otras - stāvoklis parasti ir drošs.
- Pīķa augstums norāda, cik liels ir sagaidāmais pastiprinājums.
Slāpēšanas novērtējums
- Izmēriet maksimuma platumu pusē no tā maksimālā augstuma.
- Aprēķiniet amortizācijas koeficients no šīs joslas platuma (pusjaudas metode).
- Alternatīvi, iegūstiet to no izkliedes ātruma laika jomā.
6. Priekšrocības un ierobežojumi
Trieciena tests ir pievilcīgs ar savu praktiskumu, taču analītiķim tas ir saistīts ar kompromisiem, kas būtu jāņem vērā.
Priekšrocības
- Vienkāršība: minimāls aprīkojums, uzstādīšana dažu minūšu laikā, uzbudināšanai nav nepieciešama jauda, un to var veikt gandrīz jebkurā vietā un jebkurā laikā.
- Platjoslas uzbudinājums: viens trieciens uzreiz satrauc plašu frekvenču diapazonu, tāpēc visi režīmi tiek identificēti vienā testā - daudz ātrāk nekā ar svārstveida sinusoīdes metodēm.
- Lauka praktiskums: nav nepieciešams transportēt lielu aprīkojumu, tas darbojas ar uzstādītām iekārtām un ir pietiekami ātrs, lai veiktu ikdienas darbus. traucējumu novēršana.
Ierobežojumi
- Atkārtojamība: trieciena spēks starp triecieniem ir atšķirīgs; palīdz vairāku triecienu vidējais lielums, un ar instrumentētu āmuru var iegūt konsekventu, izmērītu spēku.
- Spēka spektrs: trieciena spektrs ir atkarīgs no āmura masas un uzgaļa cietības - mīksts uzgalis vairāk enerģijas rada zemās frekvencēs, bet ciets uzgalis - augstās frekvencēs, tāpēc viens āmurs var neiedarbināt visas frekvences vienādi.
- Zems spēka līmenis: testā nav iespējams atveidot liela spēka darba apstākļus, tāpēc no slodzes atkarīgās nelinearitātes var palikt neizaicinātas, tāpēc tas nav piemērots augsta līmeņa reakcijas testēšanai.
7. Trieciena testēšana praktiskajā darbā ar rotoriem
Trieciena testēšana un rotoru balansēšana ir cieši saistītas praksē, jo konstrukcija, kas rezonē tuvu darba ātrumam, var maskēties kā — vai stipri pārspīlēt — šķietamu nelīdzsvarotība. Pirms veikt korekcijas, inženierim ir jāpārliecinās, ka nesošā konstrukcija nav rezonansē, pretējā gadījumā fāze un balansēšanai izmantotie amplitūdas rādījumi šajā kritiskajā zonā būs izkropļoti. Pārnēsājams divkanālu instruments, piemēram, Balanset-1A mēra 1× amplitūdu un fāzi, kas nepieciešama vienas un divu plakņu balansēšanai, un tie paši akselerometri var fiksēt trieciena testa norimšanu, lai pārbaudītu, vai pjedestāla vai pamatnes dabiskā frekvence ir pietiekami tālu no darba ātruma. Īsāk sakot, trieciena tests ir vienkāršs, bet jaudīgs veids, kā noteikt konstrukcijas pašsvārstību frekvences un rezonanses, izmantojot tikai āmuru un analizatoru — būtisks problēmu novēršanas rīks rezonanses diagnosticēšanai, modifikāciju pārbaudei un ātru modālo mērījumu veikšanai bez specializēta testa aprīkojuma.
