Цохилтын туршилтыг ойлгох
Цохилтын туршилт — мөн импульсийн туршилт эсвэл цохилтын модаль шинжилгээ гэж нэрлэгддэг — нь модаль туршилт хүчний өргөн зурвасын импульсийг бүтэц дээр үйлчлүүлэхийн тулд хэмжигдэхүүнтэй цохилтын чирэгчийг ашигладаг чичиргээ -тай хариу үйлдэл акселерометрүүд. Хүч болон хариу үйлдлийн дохионоос үүнийг тооцоолно давтамжийн хариу үйлдлийн функцүүд (FRF-үүд) нь бүтэц хэрхэн хариу үйлдэл үзүүлж байгааг харуулж, түүний хувийн давтамжууд, хэлбэрийн горим, мөн чичиргээ намсгалт харьцааг илрүүлнэ — динамик зан төлөвийг ойлгох, оношлогоо хийхэд шаардлагатай мэдээлэл резонанс асуудал.
Цохилтын туршилт нь хөдөлгүүрийн модаль шинжилгээний практик талбайн орлуулагч бөгөөд хүнд, үнэтэй цахилгаан соронзон хөдөлгүүр, нарийн төвөгтэй суурилуулах тоног төхөөрөмж шаарддаггүй. Резонансын асуудлыг шийдвэрлэх, бүтцийн өөрчлөлтийг баталгаажуулах, төхөөрөмж болон бүтцийн динамикт төгсгөлөг элементийн загварыг холбохад өргөн хэрэглэгддэг. Энэ нь илүү энгийн цохилтын туршилт, нягт холбоотой бөгөөд ижил импульсийн зарчмыг ашиглан нэг хувийн давтамжийг олдог.
1. Үндсэн зарчим
Энэ арга нь энгийн баримт дээр суурилдаг: богино, тод цохилт нь давтамжийн өргөн зурвасыг нэгэн зэрэг өдөөдөг. Зөвхөн миллисекунд орчим үргэлжлэх чирэгчийн цохилт нь өргөн давтамжийн зурваст энергийг харьцангуй жигд тархадаг тул тухайн зурвас дахь бүх горимыг нэгэн зэрэг дууддаг. Оролтын хүч болон гаралтын хариу үйлдлийг хэмжиж, давтамжийн мужид нэгийг нөгөөгөөр нь хувааснаар туршилт нь цохилтын онцлогоос бүтцийн өөрийн зан төлөвийг ялгаж авна — үр дүн болох FRF нь зөвхөн бүтцийн шинж чанар бөгөөд хэр хүчтэй цохисноос хамааралгүй.
2. Тоног төхөөрөмж
Хэмжилт хийх цохилтын чирэг
- Хүчний мэдрэгч: чирэгчийн толгой доторх пьезоэлектрик мэдрэгч нь цохилтын хүчийг хэмждэг.
- Чирэгчийн масс: 0.1–5 кг, бүтцийн хэмжээ болон сонирхож буй давтамжийн мужийн дагуу сонгогддог.
- Солбицогч үзүүрүүд: хатуу (ган), дунд зэрэг (пластик), зөөлөн (резин).
- Гаралт: хариу үйлдлийн хэмжилттэй синхрончлогдсон хүчний дохио.
- Типик үнэ: ойролцоогоор $500–3000.
Хариу үйлдлийн мэдрэгчид
- Сонирхож буй цэгүүдэд байрлуулсан акселерометрүүд.
- Нэг шилжилттэй акселерометр эсвэл олон тооны тогтмол мэдрэгч.
- Туршилтын шаардлагатай тааруулсан давтамжийн муж.
Өгөгдөл цуглуулах
- Хамгийн багадаа хоёр суваг — хүч болон хариу үйлдэл.
- Эдгээр сувгуудыг зэрэг дээжлэх нь чухал.
- Нэг FFT анализатор эсвэл зориулалтын модаль шинжилгээний програм хангамж.
- Тооцоолол дамжуулах функц болон когерент.
3. Туршилтын үйл явц
Нэг цэгийн FRF
- Акселерометрийг суурилуулах хариу үйлдлийн байрлалд.
- Чирэгчийн үзүүрийг сонгох бүтэц болон зорилтот давтамжийн мужтай тааруулах.
- Бүтцийг цохих өдөөлтийн цэг дээр хатуу, хурдан цохилт хийх.
- Өгөгдлийг бичих — хүч болон хариу үйлдлийн дохиог хамт.
- FRF-ийг тооцоолох: H(f) = Response(f) / Force(f).
- Дундажлах 3–10 удаа давтаж, FRF-үүдийг дундажлах.
- Когеренцийг шалгах өгөгдлийн чанарыг баталгаажуулах (когеренц > 0.9).
Олон цэгийн туршилт
- Шилжилттэй чирэгч: акселерометрийг тогтмол байлган олон цэгийг цохих.
- Шилжилттэй акселерометр: акселерометрийг шилжүүлэн нэг тогтмол цэгийг цохих.
- Үр дүн: Олон байрлалаас авсан FRF-үүд нь хэлбэрийн горим.
- Сүлжээний туршилт: системтэй сүлжээний цэгүүд нь бүрэн бүтцийн судалгааг өгдөг.
4. Мөрийн үзүүрийн сонголт
Давтамжийн агуулгад үзүүлэх нөлөө
- Хатуу үзүүр (ган): цохилтын богино хугацаа, өндөр давтамжийн агууламж; хөшүүн бүтэц, өндөр давтамж (10+ kHz хүртэл) тохиромжтой.
- Дунд үзүүр (найлон/Delrin): дундаж хугацаа, тэнцвэртэй спектр, ерөнхий зориулалттай (2–5 kHz хүртэл).
- Зөөлөн үзүүр (резин): урт хугацаа, нам давтамжид онцгойлон анхаардаг; том, уян хатан бүтэцтэй (500–1000 Hz хүртэл) тохиромжтой.
Үндсэн зарчмыг тодорхойлдог логик ижил юм: богино, хатуу харилцан үйлчлэл энергиэ өргөн, өндөр бүсэд төвлөрүүлж, зөөлөн, урт харилцан үйлчлэл нь нам давтамжид төвлөрдөг. Иймд үзүүрийг сонгохдоо сонирхож буй горимууд байрлах газарт энерги төвлөрүүлнэ.
Бүтэцтэй тохируулах
- Хөнгөн бүтэц: гэмтэл, чичиргээгас хамгаалахын тулд зөөлөн үзүүртэй жижиг мөр.
- Түгжмэл бүтэц: хүрэлцээтэй өдөөлт авахын тулд хатуу үзүүртэй том мөр.
- Ерөнхий дүрэм: бүтэц тодорхой хариу үйлдэл үзүүлэх боловч хэт их биш байх ёстой — 1–10 g орчим оргил хурдатгал нь ердийн үзүүлэлт юм.
5. Өгөгдлийн чанар
Зөв цохилтын арга
- Хоёр дахь цохилтгүй, хурдан, цэвэр цохилт.
- Мөр даралтгүйгээр даруйд салж, гадаргуутайгаа харилцан үйлчлэлцэхгүй байх.
- Гадаргуутай перпендикуляр цохилт.
- Цохилтын байрлал тогтмол байх.
- Тохируулсан хүчний түвшин.
Нийцлийн баталгаажуулалт
- когерент функци хэмжилтийн чанарыг илтгэнэ.
- 1.0-д ойрхон когерент чанар (> 0.9) нь сайн өгөгдлийг илтгэнэ.
- Бага когерент чанар нь муу цохилт, шуугиан, шугаман бус байдлыг илтгэнэ.
- Муу цохилтыг хасаад, туршилтыг давтах.
Хоёр дахь цохилт нь хамгийн түгээмэл алдаа юм: энэ нь бүтэц рүү хоёр импульс оруулж, оролтын спектрийг гэмтээдэг бөгөөд когерент чанар нь ийм алдааг илрүүлэхэд маш сайн байдаг — сонирхож буй давтамжид когерент чанар буурсан нь тэр дундаж утгыг хаяж, дахин цохих шаардлагатай гэсэн дохио юм.
6. Үр дүн ба тайлбар
Давтамжийн хариу үйлдлийн функц
- Давтамжийн хэмжээний график нь давтамжаас хамаарсан өсөлтийг харуулна.
- Оргилууд нь хувийн давтамж, резонансыг тэмдэглэнэ.
- Оргилын өндөр нь өсөлтийн коэффициентийг илтгэдэг бөгөөд энэ нь чичиргээ намсгалттай урвуу хамааралтай.
- фаз график нь резонанс бүрийн 180° шилжилтийг харуулна.
Хувийн давтамжийг тодорхойлох
- FRF-ийн бүх оргилыг жагсаах.
- Эхний горим нь ихэвчлэн нам давтамжийн оргил байдаг.
- Өндөр горимууд нь өндөр давтамжид байрлана.
- Эдгээрийг ажиллагааны давтамжтай харьцуулж, хөндлөн нөлөөллийг шалгах.
Горимын хэлбэрийг тодорхойлох
- Олон цэгийн туршилтаас гарган авна.
- Резонансын үеийн харьцангуй хариу үйлдлийн далайцууд нь муруйлтын загварыг тодорхойлно.
- Програм хангамж нь хэлбэрийг анимациар харуулж болно.
- Энэ нь дараахыг тодорхойлно түгжмэл цэгүүд ба горим бүрийн анти-түгжмэл цэгүүд.
7. Машин засварын ажилд хэрэглэх
Хүрээний резонансыг судлах
- Хөдөлгүүр эсвэл сэнсийн хүрээнд цохилт хийх.
- Дараахыг тодорхойлох хүрээний хувийн давтамжууд.
- Эдгээрийг дараахтай харьцуулах хүрээний давтамж ба хөдөлгүүрийн цахилгаан соронзон давтамжууд.
- Хэрэв тохиролцоо олдож байвал резонанс нь асуудал юм.
Суурийн туршилт
- Суурь хавтан эсвэл суурийг цохилт өгнө.
- Түүний хувийн давтамжуудыг тодорхойлно.
- Хангалттай хөшүүн чанарыг баталгаажуулна хөшүүн чанар ба давтамжийн ялгарлыг.
Өмнөх/Дараах харьцуулалт
- Бүтцийн өөрчлөлт хийхээс өмнө туршилт хийнэ.
- Дараа нь дахин туршилт хийнэ — хөшүүн чанарыг нэмэгдүүлсэн, чичиргээ намсгалт нэмсэн, эсвэл масс өөрчлөсний дараа.
- Өөрчлөлт хүссэн үр нөлөөг үзүүлсэн эсэхийг баталгаажуулна.
- Нэмэлт сайжралтыг тоон утгаар илэрхийлнэ.
8. Ажлын байран дээрх цохилтын туршилт
Зөвхөн хэмжилт хийх чанартай мөчир болон хоёр сувагт анализатор шаарддаг тул цохилтын туршилт нь уламжлалт чичиргээний ажилтай хамт ажлын байран дээрх инженерийн багаж хэрэгслийн саванд байгалийн хувьд багтдаг. Хэрэв машин өндөр ажлын хурд чичиргээ үзүүлж байвал эхний асуулт ихэвчлэн шалтгаан нь хүч эсвэл тэнцвэргүйдэл эсвэл энгийн хүчийг өсгөж буй бүтцийн резонанс эсэх юм. Хөнгөн анализатор нь Balanset-1A хэмжихэд ашиглагддаг бөгөөд шалтгаан нь тэнцвэргүйдэл байвал ажлын байран дээр тэнцвэржүүлэх залруулдаг; хүрээ эсвэл суурь дээрх цохилтын туршилт нь хэцүү үлдэгдэл чичиргээ ойролцоох хувийн давтамжаар өсгөгдөж байгаа эсэхийг тодорхойлж — роторыг тэнцвэржүүлэх эсвэл бүтцийг хөшүүн болгох сонголтыг чиглүүлнэ.
Цохилтын туршилт нь ажлын байран дээрх чичиргээний мэргэжилтнүүдэд хүрэх боломжтой, практик, зардал багатай модал шинжилгээний арга юм. Зөвхөн хэмжилт хийх чанартай мөчир болон чичиргээний анализатор ашиглан бүтцийн резонансуудыг тодорхойлж, өөрчлөлтүүдийг баталгаажуулж, машин болон бүтцийн хэрэглээнд резонансын асуудлыг шийдвэрлэх, бүтцийн загварчлалыг оновчтой болгоход шаардлагатай динамик шинж чанарыг тодорхойлдог.
