Darbības novirzes formas (ODS) analīzes izpratne
Darbības deformācijas formas (ODS) analīze ir metode, ar kuras palīdzību vizualizē mašīnas un tās atbalsta konstrukcijas faktisko vibrāciju modeli, tai darbojoties normālos ekspluatācijas apstākļos. Veicot mērījumus vibrācija amplitūda un fāze daudzos mašīnas virsmas punktos un apvienojot rādījumus, analītiķis izveido dinamisku, animētu 3D modeli, kas precīzi parāda, kā struktūra pie izvēlētās frekvences saliecas, šūpojas un savērpjas. Īsāk sakot, ODS ir kustīgs momentuzņēmums, kurā redzams, kā konstrukcija deformējas, iedarbojoties visiem ekspluatācijas spēkiem vienlaicīgi, tostarp. nelīdzsvarotība, vārpstu nesakritība, un aerodinamiskās vai hidrauliskās slodzes.
1. Definīcija: Kas ir darbības deformācijas forma?
Vārds ekspluatācijas ir šīs koncepcijas atslēga. ODS tiek iegūta, mašīnai darbojoties un esot noslogotai tieši tāpat kā ekspluatācijā, tāpēc tā atspoguļo konstrukcijas patieso piespiedu atbilde - deformāciju, ko faktiski rada reālais ekspluatācijas laikā radītais satricinājums. Katru modeļa punktu interesējošā frekvencē apraksta divi skaitļi: cik tālu tas pārvietojas (amplitūda) un kad tas pārvietojas attiecībā pret fiksētu atskaites punktu (fāze). Tieši informācija par fāzi padara ODS par ko vairāk nekā par vibrācijas līmeņu krāsu karti: zinot, ka rāmja iekšējais gals pārvietojas uz augšu, bet ārējais gals uz leju, nevis abi kopā, var atklāt lieces, šūpošanās un griešanās kustības, ko nekad nevar atklāt ar vienu kopējo rādījumu.
Tā kā ODS summē reakciju uz katru tajā brīdī esošo spēku, ODS pati par sevi neizolē vienu kļūdu. Tā vietā tā parāda neto deformāciju, ko analītiķis pēc tam interpretē atbilstoši zināmajiem bojājumu modeļiem un, ja nepieciešams, atbilstoši konstrukcijai piemītošajām dinamiskajām īpašībām.
2. ODS pret modālo analīzi
ODS bieži jauc ar modālā analīze, tomēr abas atbildes uz būtībā atšķirīgiem jautājumiem:
- ODS analīze mēra piespiedu reakciju uz ekspluatācijas spēkiem, kas rodas braukšanas laikā. Testa laikā mašīna darbojas normāli, un rezultāts parāda, ka kas ir reālos apstākļos notiek tieši tagad.
- Modālā analīze mēra konstrukcijai raksturīgās dinamiskās īpašības - tās dabiskās frekvences, slāpēšanaun režīma formas. Mašīna tiek izslēgta, un konstrukcija tiek mākslīgi uzbudināta ar kalibrētu trieciena āmuru vai vibratoru, kas informē jūs. ko varētu notiktu, ja konstrukcija tiktu darbināta ar vienu no tās dabiskajām frekvencēm.
Vienkāršāk sakot, ODS parāda problēmu, kā tā notiek, savukārt modālā analīze izskaidro tās pamatā esošās strukturālās īpašības, piemēram. rezonanse stāvokli — kas var to pastiprināt. Abi ir savstarpēji papildinoši: ODS parāda, ka pamatne pie darba ātruma spēcīgi svārstās, bet turpmāks trieciena tests vai modālā pētījumā var noteikt, vai iemesls ir tuvumā esošā dabiskā frekvence.
3. ODS analīzes process
- Izveidojiet 3D modeli: ODS programmatūrā tiek izveidots mašīnas, tās rāmja un pamatnes ģeometriskais stiepļu karkass kā mērījumu punktu režģis. Modelim ir nepieciešams tikai tik daudz punktu, lai fiksētu interesējošos kustības - pārāk maz punktu paslēpj formu, pārāk daudz - izšķērdē apsekojuma laiku.
- Iegūt datus: daudzkanālu vibrācijas analizators tiek izmantots. Viens akselerometrs paliek fiksēts “atskaites” vietā, bet otrs “pārvietojamais” akselerometrs tiek pārvietots no punkta uz punktu. Katrā punktā analizators reģistrē amplitūdu un, kas ir ļoti svarīgi, fāzi attiecībā pret atskaites sensoru, tādējādi visiem mērījumiem ir viens kopīgs laika atskaites punkts.
- Apstrādājiet un animējiet: programmatūra apvieno amplitūdas un fāzes kopumu, lai aprēķinātu katra mezgla relatīvo kustību, un pēc tam izveido animāciju, kas pārspīlē kustību, lai izliekuma forma būtu skaidri redzama acīm.
Animāciju var veidot ar jebkuru interesējošo frekvenci, taču visbiežāk to palaiž ar mašīnas primāro frekvenci. skriešanas ātrums (1X) vai citu problēmu frekvenci, kas izvēlēta no FFT spektrs. Būtiska ir tīra fāzes atsauce reizi ciklā; precīza fāzes atskaites iegūšana fāžu leņķi katrā no punktiem ir tas, kas vieno visu attēlu kopā.
4. Kāpēc ODS analīze ir noderīga
ODS ir spēcīgs problēmu risināšanas rīks tieši tāpēc, ka padara vibrāciju redzamu. Tas palīdz inženierim:
- Identificēt vibrācijas pamatcēloni: animētā modeļa skatīšanās ļauj inženieriem atšķirt izliekta vārpsta, neatbilstība, a mīksta pēda, vai elastīgu pamatni. Piemēram, mīksto pēdu problēma liecina, ka viena mašīnas pēda pārvietojas ārpus fāzes ar pārējām un ar pamatu.
- Apstipriniet rezonansi: ja darba deformācijas forma pie problemātiskās frekvences precīzi atbilst zināmai modeļa formai, kas iegūta no modālās analīzes, tas ir galīgs pierādījums tam, ka strukturālā rezonanse nevis piespiedu funkcijas kļūda.
- Atrodiet strukturālo vājumu: animācijā tiek izceltas pārmērīgas elastības vietas vai vājās vietas pamatnē, kadrā, gultņu pamatne, vai piestiprinātiem cauruļvadiem - vietās, kur stīvināšana būs visnoderīgākā.
- efektīvi paziņot par problēmām: animēts video, kurā redzams, kā mašīna redzami dreb, ir daudz pārliecinošāks komunikācijas līdzeklis vadītājiem un netehniskajiem darbiniekiem nekā blīvs vibrāciju spektrs.
5. ODS praksē un tās ierobežojumi
Pirms veikt pilnu ODS izpēti, analītiķis parasti sāk ar pamatiem — mēra 1× amplitūdu un fāzi pie dažiem galvenajiem gultņiem. Pārnēsājams divkanālu instruments, piemēram, Balanset-1A fiksē sinhronizētus amplitūdas un fāzes rādījumus pret optiskā tahometra atskaiti, un tieši no šādiem datiem tiek veidota ODS; salīdzinot fāzi starp piedziņas gala un nepiedziņas gala gultņiem vai starp kāju un tās pamatplati, bieži var precīzi noteikt vaļīgumu vai mīksto kāju, neanimējot visu rāmi. Ja šī ātrā pārbaude ir neskaidra, pilna daudzpunktu ODS atrisina telpisko ainu.
Ir vērts atcerēties divus ierobežojumus. Pirmkārt, ODS parāda relatīvu deformācija pie vienas frekvences, nevis absolūtais spriegums, un tas pats par sevi nenodala forsēšanas problēmu no rezonanses problēmas - šai atšķiršanai ir nepieciešama strukturālā informācija no trieciena testēšana vai frekvences reakcijas funkcija. Otrkārt, rezultāts ir tik labs, cik laba ir fāzes precizitāte un modeļa blīvums: mašīnas ātruma dreifs apsekojuma laikā izsmērē fāzi, un pārāk rupjš režģis var paslēpt tieši to kustību, ko meklējat. Ja ir aizdomas par mīkstu, rezonējošu pamats balstu, ODS apvienošana ar ātru pamatu dabiskā frekvence aplēse palīdz apstiprināt, vai atbalsts ir patiesais vaininieks.
