Memahami Ujian Kesan
Definisi: Apakah Ujian Kesan?
Ujian kesan (juga dipanggil ujian impuls atau analisis modal impak) ialah a ujian modal teknik menggunakan tukul hentaman berinstrumen untuk menggunakan impuls daya jalur lebar pada struktur semasa mengukur yang terhasil getaran tindak balas dengan accelerometers. Teknik mengira fungsi tindak balas frekuensi (FRF) menunjukkan bagaimana struktur bertindak balas pada setiap frekuensi, mendedahkan frekuensi semula jadi, bentuk mod, dan redaman nisbah penting untuk memahami tingkah laku dinamik dan mendiagnosis masalah resonans.
Ujian impak ialah alternatif medan praktikal kepada ujian mod shaker, memberikan maklumat serupa tanpa memerlukan shaker elektromagnet yang berat dan mahal dan lekapan pelekap yang kompleks. Ia digunakan secara meluas untuk penyelesaian masalah resonans, pengesahan pengubahsuaian struktur, dan korelasi model elemen terhingga dalam mesin dan aplikasi dinamik struktur.
peralatan
Tukul Kesan Berinstrumen
- Transduser Daya: Penderia piezoelektrik dalam kepala tukul mengukur daya hentaman
- Jisim Tukul: 0.1-5 kg bergantung pada saiz struktur dan julat frekuensi
- Petua yang boleh ditukar ganti: Keras (keluli), sederhana (plastik), lembut (getah)
- Pengeluaran: Isyarat daya disegerakkan dengan pengukuran tindak balas
- Kos Biasa: $500-3000
Penderia Respons
- Accelerometer di tempat menarik
- Akselerometer mengembara tunggal atau berbilang penderia tetap
- Keperluan ujian pemadanan julat frekuensi yang baik
Pemerolehan Data
- Minimum dua saluran (daya dan tindak balas)
- Persampelan serentak penting
- Penganalisis FFT atau perisian analisis modal
- Fungsi pemindahan dan pengiraan koheren
Prosedur Ujian
FRF Titik Tunggal
- Gunung Accelerometer: Di lokasi respons
- Pilih Petua Tukul: Padankan dengan struktur dan julat frekuensi
- Struktur Mogok: Kesan yang tegas dan pantas pada titik pengujaan
- Rekod Data: Isyarat daya dan tindak balas
- Kira FRF: H(f) = Respons(f) / Daya(f)
- Purata: Ulang 3-10 kali, purata FRF
- Semak Koheren: Sahkan kualiti data (koheren > 0.9)
Ujian Berbilang Titik
- Tukul Kembara: Kesan berbilang mata, pecutan tetap
- Pecutan Kembara: Kesan titik tetap, gerakkan pecutan
- Keputusan: FRF dari pelbagai lokasi mendedahkan bentuk mod
- Ujian Grid: Grid mata yang sistematik untuk tinjauan struktur yang lengkap
Pemilihan Hujung Tukul
Kesan pada Kandungan Kekerapan
- Petua Keras (Keluli): Tempoh impak yang pendek, kandungan frekuensi tinggi, baik untuk struktur kaku dan frekuensi tinggi (hingga 10+ kHz)
- Petua Sederhana (Nylon/Delrin): Tempoh sederhana, spektrum seimbang, tujuan umum (hingga 2-5 kHz)
- Petua Lembut (Getah): Tempoh panjang, penekanan frekuensi rendah, struktur besar/fleksibel (hingga 500-1000 Hz)
Struktur Padanan
- Struktur Cahaya: Tukul kecil, hujung lembut (elakkan kerosakan, deringan)
- Struktur Berat: Tukul besar, hujung lebih keras (pengujaan yang mencukupi)
- Peraturan Ibu Jari: Struktur harus bertindak balas tetapi tidak berlebihan (pecutan puncak 1-10g tipikal)
Kualiti Data
Teknik Impak yang Baik
- Kesan pantas dan bersih (tiada hentaman berganda)
- Tukul ditarik serta-merta (tidak kekal bersentuhan)
- Pukulan berserenjang dengan permukaan
- Lokasi mogok yang konsisten
- Tahap daya yang sesuai
Pengesahan Kesepaduan
- Fungsi koheren menunjukkan kualiti pengukuran
- Koheren berhampiran 1.0 (> 0.9) = data yang baik
- Koheren rendah = kesan buruk, bunyi bising, tidak linear
- Tolak kesan buruk, ulangi ujian
Keputusan dan Tafsiran
Fungsi Respons Kekerapan
- Plot magnitud menunjukkan penguatan berbanding kekerapan
- Puncak = frekuensi semulajadi / resonans
- Ketinggian puncak = faktor penguatan (sebalikan redaman)
- fasa plot menunjukkan anjakan 180° melalui resonans
Pengenalpastian Frekuensi Semulajadi
- Senaraikan semua puncak daripada FRF
- Mod pertama biasanya puncak frekuensi terendah
- Mod yang lebih tinggi pada frekuensi yang lebih tinggi
- Bandingkan dengan frekuensi operasi untuk pemeriksaan gangguan
Penentuan Bentuk Mod
- Daripada ujian berbilang mata
- Amplitud tindak balas relatif pada resonans menentukan corak pesongan
- Animasi boleh dilakukan dengan perisian
- Mengenal pasti nod dan antinod
Aplikasi dalam Penyelesaian Masalah Jentera
Penyiasatan Resonans Bingkai
- Rangka motor atau kipas impak
- Kenal pasti frekuensi semula jadi bingkai
- Bandingkan dengan hantaran bilah, frekuensi elektromagnet motor
- Jika padanan ditemui → resonans adalah masalah
Ujian Asas
- Plat asas atau asas kesan
- Tentukan frekuensi semula jadi asas
- Sahkan kekakuan dan pemisahan kekerapan yang mencukupi
Perbandingan Sebelum/Selepas
- Uji sebelum pengubahsuaian struktur
- Ujian selepas (mengencangkan, meredam, perubahan jisim)
- Sahkan pengubahsuaian mencapai kesan yang diingini
- Kuantiti peningkatan
Ujian impak ialah teknik analisis modal yang praktikal dan menjimatkan kos yang boleh diakses oleh pakar getaran medan. Dengan hanya menggunakan tukul berinstrumen dan penganalisis getaran, ujian impak mengenal pasti resonans struktur, mengesahkan pengubahsuaian dan menyediakan pencirian dinamik yang diperlukan untuk menyelesaikan masalah resonans dan mengoptimumkan reka bentuk struktur dalam mesin dan aplikasi struktur.