Pochopenie testovania vplyvu
Definícia: Čo je to nárazové testovanie?
Nárazové testovanie (nazývané aj impulzné testovanie alebo modálna analýza nárazu) je modálne testovanie technika využívajúca prístrojové rázové kladivo na aplikáciu širokopásmových silových impulzov na konštrukcie a zároveň meranie výsledných vibrácie odpoveď s akcelerometre. Technika počíta funkcie frekvenčnej odozvy (FRF) ukazujúce, ako štruktúry reagujú na každej frekvencii, odhaľujúce prirodzené frekvencie, tvary módua tlmenie pomery nevyhnutné pre pochopenie dynamického správania a diagnostiku rezonančných problémov.
Rázové testovanie je praktickou alternatívou k modálnemu testovaniu na vibračných kladivách, ktoré poskytuje podobné informácie bez nutnosti použitia ťažkých a drahých elektromagnetických vibračných kladív a zložitých montážnych prípravkov. Široko sa používa na riešenie problémov s rezonanciou, validáciu štrukturálnych úprav a koreláciu modelov konečných prvkov v strojárskych a štrukturálnych dynamických aplikáciách.
Vybavenie
Prístrojové rázové kladivo
- Prevodník sily: Piezoelektrický senzor v hlave kladiva meria silu nárazu
- Hmotnosť kladiva: 0,1 – 5 kg v závislosti od veľkosti konštrukcie a frekvenčného rozsahu
- Vymeniteľné hroty: Tvrdá (oceľ), stredná (plast), mäkká (guma)
- Výstup: Signál sily synchronizovaný s meraním odozvy
- Typické náklady: $500-3000
Senzory odozvy
- Akcelerometre v bodoch záujmu
- Jeden pohyblivý akcelerometer alebo viacero pevných senzorov
- Požiadavky na dobrý test prispôsobenia frekvenčného rozsahu
Zber údajov
- Minimálne dva kanály (sila a odozva)
- Súčasný odber vzoriek je nevyhnutný
- FFT analyzátor alebo softvér na modálnu analýzu
- Výpočet prenosovej funkcie a koherencie
Skúšobný postup
Jednobodová FRF
- Montáž akcelerometra: Na mieste odozvy
- Vyberte hrot kladiva: Zhoda so štruktúrou a frekvenčným rozsahom
- Štruktúra štrajku: Silný, rýchly náraz v bode excitácie
- Zaznamenané údaje: Signály sily a odozvy
- Vypočítajte FRF: H(f) = Odozva(f) / Sila(f)
- Priemer: Opakujte 3-10 krát, priemerné FRF
- Skontrolujte súdržnosť: Overiť kvalitu údajov (koherencia > 0,9)
Viacbodové testovanie
- Kladivo na kladivo: Nárazové viacbodové meranie, pevný akcelerometer
- Pohyblivý akcelerometer: Nárazový pevný bod, pohyb akcelerometra
- Výsledok: FRF z viacerých miest odhaľujú tvary módov
- Testovanie siete: Systematická sieť bodov pre kompletný štrukturálny prieskum
Výber hrotu kladiva
Vplyv na frekvenčný obsah
- Tvrdý hrot (oceľ): Krátke trvanie nárazu, vysokofrekvenčný obsah, vhodné pre tuhé konštrukcie a vysoké frekvencie (do 10+ kHz)
- Stredný hrot (nylon/delrin): Stredné trvanie, vyvážené spektrum, všeobecné použitie (do 2 – 5 kHz)
- Mäkký hrot (guma): Dlhé trvanie, dôraz na nízke frekvencie, veľké/flexibilné štruktúry (do 500 – 1 000 Hz)
Zodpovedajúca štruktúra
- Ľahké konštrukcie: Malé kladivo, mäkká špička (zabráňte poškodeniu, zvoneniu)
- Ťažké konštrukcie: Veľké kladivo, tvrdší hrot (dostatočné budenie)
- Pravidlo: Konštrukcia by mala reagovať, ale nie nadmerne (špičkové zrýchlenie typicky 1-10g)
Kvalita údajov
Dobrá technika nárazu
- Rýchly a čistý dopad (žiadne dvojité zásahy)
- Kladivo sa okamžite odtiahlo (nezostáva v kontakte)
- Úder kolmo na povrch
- Konzistentné miesto úderu
- Vhodná úroveň sily
Validácia koherencie
- Koherenčná funkcia zobrazuje kvalitu merania
- Koherencia blízka 1,0 (> 0,9) = dobré údaje
- Nízka koherencia = slabý dopad, šum, nelinearita
- Zamietnite zlé vplyvy, zopakujte test
Výsledky a interpretácia
Funkcia frekvenčnej odozvy
- Graf magnitúdy zobrazuje amplifikáciu vs. frekvenciu
- Vrcholy = vlastné frekvencie/rezonancie
- Výška píku = faktor zosilnenia (inverzná hodnota tlmenia)
- Fáza graf ukazuje 180° posuny cez rezonancie
Identifikácia prirodzenej frekvencie
- Zoznam všetkých vrcholov z FRF
- Prvý mód typicky najnižšia frekvenčná špička
- Vyššie módy pri vyšších frekvenciách
- Porovnajte s prevádzkovými frekvenciami pre kontrolu rušenia
Určenie tvaru módu
- Z viacbodového testovania
- Relatívne amplitúdy odozvy pri rezonancii definujú vzorec vychýlenia
- Animácia možná pomocou softvéru
- Identifikuje uzly a antinódy
Aplikácie pri odstraňovaní problémov so strojmi
Vyšetrovanie rezonancie rámca
- Rám nárazového motora alebo ventilátora
- Identifikujte prirodzené frekvencie rámca
- Porovnajte s elektromagnetickými frekvenciami motora pri pohybe lopatiek
- Ak sa nájde zhoda → problém je v rezonancii
Testovanie základov
- Nárazová základová doska alebo základ
- Určenie základných vlastných frekvencií
- Overte dostatočnú tuhosť a frekvenčné oddelenie
Porovnania pred/po
- Test pred štrukturálnou úpravou
- Skúška po (spevnenie, tlmenie, zmeny hmotnosti)
- Overte, či úprava dosiahla požadovaný účinok
- Kvantifikujte zlepšenie
Rázové testovanie je praktická a nákladovo efektívna technika modálnej analýzy dostupná pre odborníkov na vibrácie v teréne. Pomocou prístrojového kladiva a analyzátora vibrácií identifikuje rázové testovanie štrukturálne rezonancie, overuje modifikácie a poskytuje dynamickú charakterizáciu potrebnú na riešenie problémov s rezonanciou a optimalizáciu konštrukčných návrhov v strojárskych a konštrukčných aplikáciách.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 