Bumptesten begrijpen
Definitie: Wat is een bumptest?
Bumptest (ook wel impacttest of hamertest genoemd) is een eenvoudige experimentele techniek om natuurlijke frequenties en demping kenmerken van constructies of machines door er met een hamer (al dan niet geïnstrumenteerd) op te slaan en de resulterende eigenschappen te meten vrije trillingen reactie met versnellingsmeters. De impact exciteert alle structurele modi tegelijkertijd, en FFT-analyse van de respons onthult natuurlijke frequenties als pieken in de frequentiespectrum.
Bumptesten is de meest praktische methode voor veldtesten. modale testen Omdat er alleen een hamer en een trillingsanalysator nodig zijn – geen dure schudders of ingewikkelde installatie. Het wordt veel gebruikt voor het oplossen van problemen. resonantie problemen, verifiëren structurele resonanties, en bevestigen dat de bedrijfsfrequenties voldoende gescheiden zijn van de natuurlijke frequenties.
Benodigde apparatuur
Slaghamer
Geïnstrumenteerde hamer (voorkeur)
- Krachttransducer in hamerkop meet slagkracht
- Maakt het mogelijk overdrachtsfunctie berekening (respons/kracht)
- Kwantitatieve resultaten
- Kosten: $500-3000
Niet-geïnstrumenteerd (eenvoudig)
- Gewone hamer, rubberen hamer of zelfs handslaghamer
- Alleen de respons gemeten (geen kracht)
- Kwalitatieve frequentie-identificatie
- Geschikt voor veel toepassingen in het veld
- Gratis of goedkoop
Responsmeting
- Accelerometer op het reactiepunt
- Aangesloten op trillingsanalysator of data-acquisitie
- FFT-analysecapaciteit vereist
Analyse
- FFT van responssignaal
- Pieken = natuurlijke frequenties
- Piekbreedte = dempingsindicator
Testprocedure
Basis Bump Test
- Accelerometer bevestigen: Op het responsmeetpunt
- Analyzer instellen: FFT-modus, geschikt frequentiebereik
- Stakingsstructuur: Stevige slag met hamer
- Vangstreactie: Opname trillingsringdown
- Herhalen: Meerdere effecten voor middeling (typisch 3-10)
- Analyseren: FFT toont natuurlijke frequentiepieken
Geavanceerd testen
- Meerdere responspunten voor het bepalen van de vorm van de modus
- Geïnstrumenteerde hamer voor kwantitatieve overdrachtsfuncties
- Samenhang analyse om de datakwaliteit te valideren
- Berekening van de frequentieresponsfunctie (FRF)
Toepassingen
Resonantie-identificatie
Meest voorkomende toepassing:
- Bepaal de structuur van natuurlijke frequenties
- Vergelijk met bedrijfsfrequenties (1×, 2×, bladpassage, enz.)
- Identificeer of resonantie hoge trillingen veroorzaakt
- Strategieën voor het aanpassen van de handleiding
Structurele diagnose
- Identificeer zwakke of flexibele componenten
- Vinden loszittend of gebarsten structuren
- Beoordeel de stijfheid van de fundering of montage
- Voor/na vergelijking voor modificatievalidatie
Modale testen
- Bepaal natuurlijke frequenties, modusvormen en demping
- Valideer eindige elementenmodellen
- Optimaliseer structureel ontwerp
Interpretatie
Natuurlijke frequenties identificeren
- Pieken in het impactresponsspectrum = natuurlijke frequenties
- Scherpe pieken = lage demping (potentieel resonantieprobleem)
- Brede pieken = hoge demping (resonantie minder kritisch)
- Meerdere pieken = meerdere modi
Het beoordelen van resonantierisico's
- Als de natuurlijke frequentie overeenkomt met de bedrijfsfrequentie (±20%) → resonantierisico
- Indien goed gescheiden (> 30% verschil) → veilig
- Piekhoogte geeft het versterkingspotentieel aan
Dempingschatting
- Meet de piekbreedte op halve maximale hoogte
- Bereken de dempingsverhouding uit bandbreedte
- Of van de vervalsnelheid in het tijdsdomein
Voordelen
Eenvoud
- Minimale benodigde uitrusting
- Snelle installatie (minuten)
- Geen stroom nodig voor excitatie
- Overal en altijd optreden
Breedband excitatie
- Impact stimuleert tegelijkertijd een breed frequentiebereik
- Alle modi geïdentificeerd in één enkele test
- Sneller dan geveegde sinusmethoden
Praktische praktijk
- Geen grote apparatuur om te vervoeren
- Werkzaamheden aan geïnstalleerde machines
- Snel genoeg voor routinematige probleemoplossing
Beperkingen
Herhaalbaarheid
- De impactkracht varieert tussen slagen
- Het middelen van meerdere effecten helpt
- Instrumentenhamer zorgt voor consistente kracht
Krachtspectrum
- Het impactspectrum is afhankelijk van de hamermassa en de punthardheid
- Zachte tip: meer laagfrequente inhoud
- Harde tip: meer hoogfrequente content
- Het kan zijn dat niet alle frequenties even sterk worden geactiveerd
Lage krachtniveaus
- Kan niet testen onder omstandigheden met hoge kracht
- Niet-lineariteiten worden mogelijk niet geëxciteerd
- Niet geschikt voor responstesten op hoog niveau
Bumptesten is een eenvoudige maar krachtige techniek voor het identificeren van structurele eigenfrequenties en resonanties met alleen een hamer en trillingsanalysator. De praktische toepasbaarheid in het veld maakt het een essentieel hulpmiddel voor het diagnosticeren van resonantieproblemen, het valideren van structurele wijzigingen en het uitvoeren van snelle modale metingen zonder gespecialiseerde testapparatuur.