Forstå bumptesting
Definisjon: Hva er en bumptest?
Bumptest (også kalt slagprøving eller hammerprøving) er en enkel eksperimentell teknikk for å identifisere naturlige frekvenser og demping egenskapene til konstruksjoner eller maskiner ved å slå på dem med en hammer (med eller uten instrument) og måle den resulterende fri vibrasjon svar med akselerometre. Støtet eksiterer alle strukturelle modi samtidig, og FFT-analyse av responsen avslører naturlige frekvenser som topper i frekvensspektrum.
Bumptesting er den mest praktiske metoden for felt modal testing fordi den bare krever en hammer og vibrasjonsanalysator – ingen dyre ristere eller komplekst oppsett. Den brukes mye til feilsøking resonans problemer, verifisering strukturelle resonanser, og bekrefter at driftsfrekvensene har tilstrekkelig separasjon fra naturlige frekvenser.
Nødvendig utstyr
Slaghammer
Instrumentert hammer (foretrukket)
- Krafttransduser i hammerhodet måler slagkraft
- Aktiverer overføringsfunksjon beregning (respons/kraft)
- Kvantitative resultater
- Kostnad: $500-3000
Ikke-instrumentert (enkel)
- Vanlig hammer, gummihammer eller til og med håndslag
- Kun målt respons (ikke kraft)
- Kvalitativ frekvensidentifikasjon
- Tilstrekkelig for mange feltapplikasjoner
- Gratis eller billig
Responsmåling
- Akselerometer ved responspunkt
- Koblet til vibrasjonsanalysator eller datainnsamling
- FFT-analysekapasitet kreves
Analyse
- FFT av responssignal
- Topper = naturlige frekvenser
- Toppbredde = dempningsindikator
Testprosedyre
Grunnleggende bumptest
- Fest akselerometer: Ved responsmålepunktet
- Konfigurer analysator: FFT-modus, passende frekvensområde
- Streikstruktur: Fast slag med hammer
- Opptaksrespons: Opptak av vibrasjonsringing
- Gjenta: Flere påvirkninger for gjennomsnittsmåling (typisk 3–10)
- Analysere: FFT viser naturlige frekvenstopper
Avansert testing
- Flere responspunkter for bestemmelse av modusform
- Instrumentert hammer for kvantitative overføringsfunksjoner
- Sammenheng analyse for å validere datakvaliteten
- Beregning av frekvensresponsfunksjon (FRF)
Bruksområder
Resonansidentifikasjon
Vanligste bruksområde:
- Bestem strukturens naturlige frekvenser
- Sammenlign med driftsfrekvenser (1×, 2×, bladpassering osv.)
- Identifiser om resonans forårsaker høy vibrasjon
- Strategier for modifisering av veiledninger
Strukturell diagnose
- Identifiser svake eller fleksible komponenter
- Finn løs eller sprukne strukturer
- Vurder stivheten til fundamentet eller monteringen
- Før/etter sammenligning for modifikasjonsvalidering
Modal testing
- Bestem naturlige frekvenser, modusformer, demping
- Valider endelige elementmodeller
- Optimaliser strukturell design
Tolkning
Identifisering av naturlige frekvenser
- Topper i støtresponsspekteret = naturlige frekvenser
- Skarpe topper = lav demping (potensielt resonansproblem)
- Brede topper = høy demping (resonans mindre kritisk)
- Flere topper = flere moduser
Vurdering av resonansrisiko
- Hvis egenfrekvensen samsvarer med driftsfrekvensen (±20%) → resonansrisiko
- Hvis godt adskilt (> 30% differanse) → trygt
- Topphøyde indikerer forsterkningspotensial
Dempingsestimering
- Mål toppbredden ved halv maksimal høyde
- Beregn dempningsforholdet fra båndbredden
- Eller fra forfallshastighet i tidsdomenet
Fordeler
Enkelhet
- Minimalt utstyr kreves
- Hurtigoppsett (minutter)
- Ingen strøm nødvendig for eksitasjon
- Opptre hvor som helst, når som helst
Bredbåndseksitasjon
- Støt begeistrer bredt frekvensområde samtidig
- Alle moduser identifisert i én enkelt test
- Raskere enn feid sinus-metoder
Praktisk bruk i felten
- Ikke noe stort utstyr å transportere
- Arbeider på installerte maskiner
- Rask nok til rutinemessig feilsøking
Begrensninger
Repeterbarhet
- Slagkraften varierer mellom slag
- Å gjennomsnittsberegne flere påvirkninger hjelper
- Instrumentert hammer gir jevn kraft
Kraftspektrum
- Slagspekteret avhenger av hammermasse og spisshardhet
- Myk tupp: mer lavfrekvent innhold
- Hardt tips: mer høyfrekvent innhold
- Eksiterer kanskje ikke alle frekvenser likt
Lave kraftnivåer
- Kan ikke teste under høye trykkforhold
- Ikke-lineariteter blir kanskje ikke eksitert
- Ikke egnet for responstesting på høyt nivå
Bumptesting er en enkel, men kraftig teknikk for å identifisere strukturelle naturlige frekvenser og resonanser kun ved hjelp av en hammer og vibrasjonsanalysator. Den praktiske anvendeligheten i felt gjør den til et viktig feilsøkingsverktøy for å diagnostisere resonansproblemer, validere strukturelle modifikasjoner og utføre raske modale undersøkelser uten spesialisert testutstyr.