Memahami Fungsi Respons Kekerapan (FRF)
1. Definisi: Apakah Fungsi Respons Kekerapan?
The Fungsi Respons Kekerapan (FRF) ialah ukuran yang menerangkan cara struktur, komponen atau sistem bertindak balas kepada daya pengujaan yang digunakan, sebagai fungsi frekuensi. Dalam istilah yang lebih mudah, FRF memberitahu anda berapa banyak sistem akan bergetar pada setiap frekuensi apabila anda "memukul"nya dengan daya yang diketahui.
FRF ialah konsep asas dalam dinamik struktur, analisis modal, dan pengesanan resonans. Ia pada asasnya adalah fungsi pemindahan yang mengaitkan tindak balas output yang diukur (biasanya pecutan) kepada daya masukan yang diukur.
FRF = Respons Output / Daya Input
Kedua-dua output dan input adalah fungsi frekuensi, dan FRF itu sendiri adalah fungsi yang kompleks, bermakna ia mengandungi kedua-dua amplitud dan fasa maklumat.
2. Bagaimanakah FRF Diukur?
FRF biasanya diukur menggunakan teknik yang dipanggil "ujian kesan" atau ujian bump:
- An pecutan dipasang pada struktur pada titik di mana tindak balas akan diukur.
- Struktur dipukul pada titik tertentu dengan khas tukul beralat. Tukul ini mempunyai penderia daya (sel beban) terbina pada hujungnya, yang mengukur daya masukan hentaman.
- Berbilang saluran penganalisis getaran serentak merekodkan kedua-dua isyarat masukan daripada tukul dan isyarat keluaran daripada pecutan.
- Penganalisis kemudian melakukan a FFT pada kedua-dua isyarat dan mengira nisbah output kepada input pada setiap garis frekuensi. Hasilnya ialah FRF.
Proses ini diulang dengan pelbagai impak, yang dipuratakan bersama untuk menghasilkan pengukuran FRF yang bersih dan boleh dipercayai.
3. Mentafsir Plot FRF
FRF biasanya dipaparkan sebagai dua plot:
- Plot Magnitud: Ini menunjukkan amplitud FRF berbanding frekuensi. Plot akan mempunyai puncak yang berbeza, dan kekerapan setiap puncak sepadan dengan a frekuensi semula jadi (atau frekuensi resonans) daripada struktur. Ketinggian puncak adalah penunjuk jumlah penguatan dan tahap redaman pada resonans itu.
- Plot Fasa: Ini menunjukkan peralihan fasa antara tindak balas dan daya input berbanding kekerapan. Apabila frekuensi melalui resonans, plot fasa akan menunjukkan anjakan ciri 180 darjah. Peralihan fasa ini adalah pengesahan muktamad bagi frekuensi semula jadi.
4. Aplikasi dalam Diagnostik Getaran
FRF adalah alat yang sangat diperlukan untuk mendiagnosis dan menyelesaikan resonans masalah dalam mesin dan struktur:
- Mengenalpasti Frekuensi Semula Jadi: Kegunaan utama adalah untuk mengenal pasti dengan tepat frekuensi semula jadi mesin, asasnya, paip yang disambungkan, atau struktur sokongan di sekelilingnya.
- Mengesahkan Resonans: Jika mesin mempamerkan getaran tinggi pada frekuensi tertentu semasa operasi, pengukuran FRF boleh mengesahkan sama ada kekerapan operasi itu bertepatan dengan frekuensi semula jadi struktur. Jika puncak dalam spektrum operasi sepadan dengan puncak dalam FRF, maka resonans disahkan sebagai punca getaran tinggi.
- Analisis Modal: Dengan mengambil ukuran FRF pada banyak titik berbeza pada struktur, model komputer penuh mod getarannya ("Bentuk Pesongan Operasi" pada resonans) boleh dibina. Model ini boleh digunakan untuk mereka bentuk pengubahsuaian struktur yang berkesan.
- Pengubahsuaian Struktur ("Bagaimana Jika" Analisis): Setelah resonans disahkan, model modal boleh digunakan untuk mensimulasikan kesan pembaikan yang berpotensi (seperti menambah pengeras atau jisim) sebelum sebarang perubahan fizikal dibuat, memastikan penyelesaian yang dicadangkan akan berkesan.