Compreendendo o teste de resposta
Definição: O que é um teste de resposta?
Teste de resposta (também chamado de teste de impacto ou teste de martelo) é uma técnica experimental simples para identificar frequências naturais e amortecimento características de estruturas ou máquinas, batendo-as com um martelo (instrumentado ou não) e medindo o resultado vibração livre resposta com acelerómetros. O impacto excita todos os modos estruturais simultaneamente, e Análise FFT da resposta revela frequências naturais como picos no espectro de frequência.
O teste de resposta é o método mais prático para campo teste modal porque requer apenas um martelo e um analisador de vibração — sem agitadores caros ou configurações complexas. É amplamente utilizado para solução de problemas ressonância problemas, verificando ressonâncias estruturais, e confirmando que as frequências operacionais têm separação adequada das frequências naturais.
Equipamento necessário
Martelo de Impacto
Martelo Instrumentado (Preferencial)
- Transdutor de força na cabeça do martelo mede a força do impacto
- Habilita função de transferência cálculo (resposta/força)
- Resultados quantitativos
- Custo: $500-3000
Não instrumentado (simples)
- Martelo comum, martelo de borracha ou até mesmo impacto manual
- Apenas a resposta é medida (não a força)
- Identificação qualitativa de frequência
- Adequado para muitas aplicações de campo
- Gratuito ou de baixo custo
Medição de Resposta
- Acelerômetro no ponto de resposta
- Conectado ao analisador de vibração ou aquisição de dados
- Capacidade de análise FFT necessária
Análise
- FFT do sinal de resposta
- Picos = frequências naturais
- Largura do pico = indicador de amortecimento
Procedimento de teste
Teste de colisão básico
- Anexar acelerômetro: No ponto de medição de resposta
- Configurar o analisador: Modo FFT, faixa de frequência apropriada
- Estrutura de ataque: Impacto firme com martelo
- Resposta de captura: Gravar toque de vibração
- Repita: Vários impactos para média (3-10 típicos)
- Analisar: FFT mostra picos de frequência naturais
Testes Avançados
- Vários pontos de resposta para determinação do modo de forma
- Martelo instrumentado para funções de transferência quantitativas
- Coerência análise para validar a qualidade dos dados
- Cálculo da função de resposta em frequência (FRF)
Aplicações
Identificação de Ressonância
Aplicação mais comum:
- Determinar frequências naturais da estrutura
- Compare com as frequências de operação (1×, 2×, passagem da lâmina, etc.)
- Identificar se a ressonância causa alta vibração
- Estratégias de modificação de guias
Diagnóstico Estrutural
- Identificar componentes fracos ou flexíveis
- Localizar solto ou estruturas rachadas
- Avalie a rigidez da fundação ou da montagem
- Comparação antes/depois para validação de modificação
Testes modais
- Determinar frequências naturais, formas modais, amortecimento
- Validar modelos de elementos finitos
- Otimizar o projeto estrutural
Interpretação
Identificando Frequências Naturais
- Picos no espectro de resposta ao impacto = frequências naturais
- Picos agudos = baixo amortecimento (problema potencial de ressonância)
- Picos amplos = alto amortecimento (ressonância menos crítica)
- Picos múltiplos = modos múltiplos
Avaliando o risco de ressonância
- Se a frequência natural corresponder à frequência operacional (±20%) → risco de ressonância
- Se bem separados (diferença > 30%) → seguro
- A altura do pico indica potencial de amplificação
Estimativa de amortecimento
- Medir a largura do pico na metade da altura máxima
- Calcular a taxa de amortecimento a partir da largura de banda
- Ou da taxa de decaimento no domínio do tempo
Vantagens
Simplicidade
- Equipamento mínimo necessário
- Configuração rápida (minutos)
- Não é necessária energia para excitação
- Execute em qualquer lugar, a qualquer hora
Excitação de banda larga
- O impacto excita uma ampla faixa de frequência simultaneamente
- Todos os modos identificados em um único teste
- Mais rápido que os métodos de seno varrido
Praticidade de Campo
- Nenhum equipamento grande para transportar
- Trabalha em máquinas instaladas
- Rápido o suficiente para solução de problemas de rotina
Limitações
Repetibilidade
- A força do impacto varia entre os golpes
- A média de múltiplos impactos ajuda
- Martelo instrumentado fornece força consistente
Espectro de Força
- O espectro de impacto depende da massa do martelo e da dureza da ponta
- Ponta macia: mais conteúdo de baixa frequência
- Dica difícil: mais conteúdo de alta frequência
- Pode não excitar todas as frequências igualmente
Níveis de Força Baixos
- Não é possível testar em condições de alta força
- As não linearidades podem não ser excitadas
- Não é adequado para testes de resposta de alto nível
O teste de resposta é uma técnica simples, porém poderosa, para identificar frequências e ressonâncias naturais estruturais usando apenas um martelo e um analisador de vibração. Sua praticidade para aplicação em campo o torna uma ferramenta essencial para diagnosticar problemas de ressonância, validar modificações estruturais e realizar levantamentos modais rápidos sem equipamento de teste especializado.
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