Давтамжийн хариу үйлдлийн функц (FRF)-ийг ойлгох
Давтамжийн хариу функц (FRF) давтамжаас хамаарч бүтэц, эд анги эсвэл систем нь хэрхэн өдөөх хүчэнд хариу үйлдэл үзүүлж байгааг тодорхойлдог. Энгийнээр хэлбэл, систем хэр их чичрэх үйл явдлыг давтамж бүрт таны мэдэгдэж буй хүчээр “цохино” үед хэлнэ. FRF нь бүтцийн динамик, гэмтэл илрүүлэлтийн суурь ойлголт модаль шинжилгээ ба резонанс илрүүлэлт — мөн энэ нь төхөөрөмжийн хувийн давтамжууд аюул учруулахаас өмнө олох хамгийн шууд арга юм.
Математикийн хувьд FRF нь дамжуулах функц хэмжсэн гаралтын хариу үйлдэл (ихэвчлэн хурдатгал) -ийг хэмжсэн оролтын хүчтэй холбодог:
FRF = Гаралтын хариу үйлдэл / Оролтын хүч
Гаралт болон оролт нь давтамжийн функцүүд бөгөөд FRF өөрөө комплекс функц юм — энэ нь давтамжийн шугам бүрт амплитуд ба фаз мэдээллийг агуулдаг. Энэ фазын агууламж нь FRF-ийг энгийн ажиллагааны спектр-ээс хамаагүй илүү мэдээлэлтэй болгодог, учир нь энэ нь зөвхөн хариу үйлдлийг бүртгэдэг боловч үүнийг үүсгэсэн хүчийг бүртгэдэггүй.
1. Тодорхойлолт: FRF яг юуг хэмждэг вэ
Энгийн чичиргээний спектр нь машин хэр хүчтэй чичирч байгааг харуулдаг боловч яагаад. FRF нь өөр, илүү үндсэн асуултад хариулдаг: бүтцийн өөрийн гэсэн хандлага нь давтамж бүрт хөдөлгөөнийг хэрхэн өсгөж байгааг, түүнийг хэр хүчтэй ажиллуулж байгаас үл хамааран? Хариу үйлдлийг мэдэгдэж буй оролтын хүчээр нормчилдог тул FRF нь бүтцийн өөрийн шинж чанар юм — түүний масс, хөшүүн чанар болон чичиргээ намсгалт — өдөр тутмын аливаа хүчнээс биш. Хэрэглэж буй хариу үйлдлийн нэгжээс хамаарч ижил хэмжилтийг өөр өөрөөр нэрлэдэг: хурдатгал/хүч (accelerance), хурд/хүч (mobility) эсвэл шилжилт/хүч (receptance), гэхдээ эдгээр нь FRF-ийн хэлбэрүүд юм.
2. FRF-ийг хэрхэн хэмждэг вэ?
Классик талбайн арга бол цохилтын туршилт, мөн цохилтын туршилт гэж нэрлэгддэг:
- Нэг акселерометр хариу үйлдлийг хэмжих цэгт бүтцэд суурилуулдаг.
- Бүтцийг сонгосон цэгт хэмжилт хийх чирэг — цохилтын оролтын хүчийг хэмждэг хүчний мэдрэгч (ачааллын эс) бүхий чирэгч.
- Олон сувгат чичиргээний анализатор чирэгчийн оролтын дохио болон акселерометрийн гаралтын дохиог зэрэг бүртгэдэг.
- Анализатор нь FFT хоёр дохион дээр хийж, давтамжийн шугам бүр дээр гаралтын ба оролтын харьцааг тооцоолно. Энэхүү харьцааг FRF гэж нэрлэдэг.
Энэ процессыг хэд хэдэн цохилтын дараа давтаж, үр дүнг дундажлах нь санамсаргүй шуугианыг дарангуйлж, цэвэр, найдвартай хэмжилт өгдөг. FRF-тэй зэрэгцэн когерент функцийг чанарын хяналт болгон тооцоолно: сонирхсон давтамжийн мужид 1.0-д ойрхон когеренц нь хэмжсэн хариу үйлдэл үнэхээр хэмжсэн оролтоос үүссэн бөгөөд гадны шуугиан, муу суурилуулсан мэдрэгч эсвэл давхар алхаар цохилтоос үүсээгүйг баталгаажуулна.
3. FRF графикийг тайлбарлах
FRF-ийг ихэвчлэн хамтатган унших шаардлагатай графикын хос хэлбэрээр харуулдаг:
- Давтамжийн спектр: FRF-ийн далайцыг давтамжаас хамааруулан харуулдаг. Энэ нь тодорхой оргилуудыг агуулдаг бөгөөд оргил бүрийн давтамж нь хувийн (резонансын) давтамж байдаг. Оргил бүрийн өндөр, хурц чанар нь тухайн цэг дээр хэр их өсгөлт явагдаж байгааг, мөн чичиргээ намсгалт байгааг илтгэнэ — өндөр, нарийн оргил нь бага чичиргээ намсгалт, хүчтэй өсгөлтийг, нам, өргөн оргил нь хүнд чичиргээ намсгалтыг илтгэнэ.
- Фазын график: хариу үйлдэл ба оролтын хүчний хоорондох фазын шилжилтийг давтамжаас хамааруулан харуулдаг. Давтамж резонансаар дамжин өнгөрөхөд фаз нь онцлог 180° шилжилт хийж, хувийн давтамж дээр яг 90°-ийг дамжина. Энэхүү фазын зан төлөв нь оргил нь үнэхээр резонанс болохыг, хэмжилтийн артефакт биш гэдгийг баталгаажуулдаг шийдвэрлэх баталгаа юм.
Хоёр графикийг зэрэг унших нь аюулгүй байдлын хангамж юм: жинхэнэ горим нь хэмжээний оргил болон тохирох фазын уналтыг хоёуланг нь харуулдаг бол худал оргилууд ихэвчлэн үүнийг харуулдаггүй.
4. Чичиргээний оношлогоон дахь хэрэглээ
FRF нь тоног төхөөрөмж болон дэмжлэгийн бүтцийн резонансын асуудлыг оношлох, эмчлэхэд зайлшгүй шаардлагатай хэрэгсэл юм:
- Хувийн давтамжуудыг тодорхойлох: үүний гол зорилго — тоног төхөөрөмж, түүний суурь хавтан, холбогдсон хоолой эсвэл тойрон орчмын дэмжлэгийн бүтцийн.
- Резонансыг баталгаажуулах: тоног төхөөрөмж ажиллаж байх үед тодорхой давтамж дээр хүчтэй чичирч байвал FRF хэмжилт нь тухайн ажиллагааны давтамж нь бүтцийн хувийн давтамжтай давхцаж байгаа эсэхийг илрүүлдэг. Ажиллаж буй спектрийн оргил FRF-ийн оргилтай давхцаж байхад резонанс нь өндөр чичиргээний үндсэн шалтгаан гэж баталгааждаг — энэ нь зөвхөн спектрийн өгөгдлөөр өгч чадах хариунаас хамаагүй илүү шийдвэрлэх хариу юм.
- Модал шинжилгээ: бүтцийн олон цэг дээр FRF хэмжилт хийснээр түүний чичиргээний горимуудын бүрэн загвар — түүний хэлбэрийн горим, эсвэл резонансын үеийн ажиллагааны муруйлтын хэлбэрүүдийг — бүтээж болно. Энэ загвар нь зөвхөн горим бүрийн давтамжийг биш, харин бүтэц хэрхэн деформацид орж байгаа хэлбэрийг харуулдаг.
- Бүтцийн өөрчлөлт (“хэрэв” шинжилгээ): резонанс батлагдахад модаль загвар нь хатууруулагч эсвэл тохируулах масс нэмэх зэрэг сонгогдсон засварын арга хэмжээний нөлөөг дуранд харах боломжтой бөгөөд ямар ч металл зүсэхээс өмнө сонгосон засварын арга урьдчилан ажиллахыг баталгаажуулна.
5. Эргэдэг механизмд FRF яагаад чухал вэ
Резонанс нь ротор их чичрэхийн хамгийн түгээмэл шалтгаануудын нэг бөгөөд, зөв тэнцвэржүүлсэн маш их чичирч байна. Хэрэв машин ажлын хурд барилгын хувийн давтамжтай давхцаж байвал, жижигхэн үлдэгдэл тэнцвэргүйдэл маш их өсөж, цааш тэнцвэржүүлэх ямар ч арга чичиргээг бууруулахгүй. Энэ нь FRF эсвэл цохилтын туршилт тэнцвэржүүлэх инженерийн багажны саванд байх ёстой гэсэн үг: ротор тэнцвэржүүлэхээс татгалзах үед FRF нь жинхэнэ гэмт хэрэгтэн нь резонанст дэмжлэг эсвэл ротор өөрөө эсэхийг илрүүлдэг. Ажлын байран дээр энэ ихэвчлэн нэг багажаар явагддаг — Balanset-1A ажлын нөхцөлийг тодорхойлох 1× далайц болон фазыг барьж авах боломжтой, харин тогтсон бүтцийн дээрх цохилтын туршилт нь ажлын хурд өдөөж болох ойролцоох хувийн давтамжийг тодорхойлно. Ажлын хурд болон бүтцийн резонансуудын хоорондын ялгааг баталгаажуулах нь хувийн давтамжийн тооцоолуур зөвхөн тэнцвэржүүлэлтээр хэзээ ч шийдвэрлэх боломжгүй байсан хатуу чичиргээг ихэвчлэн тайлбарладаг.
