Pochopenie bump testovania
Definícia: Čo je to bump test?
Nárazový test (nazývané aj nárazové testovanie alebo kladivové testovanie) je jednoduchá experimentálna technika na identifikáciu prirodzené frekvencie a tlmenie charakteristiky konštrukcií alebo strojov údermi kladiva (s prístrojmi alebo bez nich) a meraním výsledných voľné vibrácie odpoveď s akcelerometre. Náraz súčasne vyvolá všetky štrukturálne módy a Analýza rýchlej premeny (FFT) odozvy odhaľuje prirodzené frekvencie ako vrcholy v frekvenčné spektrum.
Bump testovanie je najpraktickejšou metódou pre použitie v teréne modálne testovanie pretože vyžaduje iba kladivo a analyzátor vibrácií – žiadne drahé vibračné zariadenia ani zložité nastavenie. Široko sa používa na riešenie problémov rezonancia problémy, overovanie štrukturálne rezonancie, a potvrdenie, že prevádzkové frekvencie majú dostatočné oddelenie od vlastných frekvencií.
Požadované vybavenie
Rázové kladivo
Inštrumentované kladivo (preferované)
- Prevodník sily v hlave kladiva meria nárazovú silu
- Umožňuje prenosová funkcia výpočet (reakcia/sila)
- Kvantitatívne výsledky
- Cena: $500-3000
Neinštrumentované (jednoduché)
- Bežné kladivo, gumené kladivo alebo dokonca úder rukou
- Meria sa iba odozva (nie sila)
- Kvalitatívna identifikácia frekvencie
- Vhodné pre mnoho terénnych aplikácií
- Zadarmo alebo za nízku cenu
Meranie odozvy
- Akcelerometer v bode odozvy
- Pripojené k analyzátoru vibrácií alebo k zberu údajov
- Vyžaduje sa schopnosť FFT analýzy
Analýza
- FFT signálu odozvy
- Vrcholy = vlastné frekvencie
- Šírka píku = indikátor tlmenia
Skúšobný postup
Základný nárazový test
- Pripojenie akcelerometra: V bode merania odozvy
- Nastavenie analyzátora: Režim FFT, príslušný frekvenčný rozsah
- Štruktúra štrajku: Silný úder kladivom
- Zachytenie odpovede: Zaznamenajte vibračné zvonenie
- Opakujte: Viaceré vplyvy na priemerovanie (typicky 3 – 10)
- Analyzovať: FFT vykazuje vrcholy vlastnej frekvencie
Pokročilé testovanie
- Viacero bodov odozvy na určenie tvaru módu
- Inštrumentované kladivo pre kvantitatívne prenosové funkcie
- Súdržnosť analýza na overenie kvality údajov
- Výpočet frekvenčnej odozvy (FRF)
Aplikácie
Identifikácia rezonancie
Najbežnejšia aplikácia:
- Určenie vlastných frekvencií štruktúry
- Porovnajte s prevádzkovými frekvenciami (1×, 2×, prechod čepele atď.)
- Identifikujte, či rezonancia spôsobuje vysoké vibrácie
- Stratégie úpravy sprievodcu
Štrukturálna diagnostika
- Identifikujte slabé alebo flexibilné komponenty
- Lokalizovať voľný alebo prasknuté štruktúry
- Posúdenie tuhosti základov alebo montáže
- Porovnanie pred/po pre validáciu modifikácie
Modálne testovanie
- Určenie vlastných frekvencií, tvarov módov, tlmenia
- Overenie modelov konečných prvkov
- Optimalizujte konštrukčný návrh
Interpretácia
Identifikácia prirodzených frekvencií
- Vrcholy v spektre odozvy na náraz = vlastné frekvencie
- Ostré vrcholy = nízke tlmenie (potenciálny problém s rezonanciou)
- Široké vrcholy = vysoké tlmenie (rezonancia menej kritická)
- Viaceré vrcholy = viaceré módy
Posúdenie rizika rezonancie
- Ak sa vlastná frekvencia zhoduje s prevádzkovou frekvenciou (±20%) → riziko rezonancie
- Ak je dobre oddelené (rozdiel > 30%) → bezpečné
- Výška píku indikuje potenciál amplifikácie
Odhad tlmenia
- Zmerajte šírku píku v polovici maximálnej výšky
- Vypočítajte tlmiaci pomer zo šírky pásma
- Alebo z miery rozpadu v časovej doméne
Výhody
Jednoduchosť
- Minimálne potrebné vybavenie
- Rýchle nastavenie (minúty)
- Na budenie nie je potrebný žiadny výkon
- Vystupujte kdekoľvek a kedykoľvek
Širokopásmové budenie
- Náraz súčasne excituje široký frekvenčný rozsah
- Všetky režimy identifikované v jednom teste
- Rýchlejšie ako metódy s premenlivým sínusom
Praktickosť v teréne
- Žiadne veľké zariadenia na prepravu
- Práce na inštalovaných strojoch
- Dostatočne rýchly na bežné riešenie problémov
Obmedzenia
Opakovateľnosť
- Sila nárazu sa medzi údermi mení
- Priemerovanie viacerých vplyvov pomáha
- Inštrumentované kladivo poskytuje konzistentnú silu
Spektrum sily
- Spektrum nárazu závisí od hmotnosti kladiva a tvrdosti hrotu
- Mäkký hrot: viac nízkofrekvenčného obsahu
- Dôležitý tip: viac vysokofrekvenčného obsahu
- Nemusí budiť všetky frekvencie rovnako
Nízke úrovne sily
- Nemožno testovať za podmienok vysokej sily
- Nelinearity nemusia byť excitované
- Nie je vhodné na testovanie odozvy na vysokej úrovni
Bump testovanie je jednoduchá, ale účinná technika na identifikáciu štrukturálnych vlastných frekvencií a rezonancií iba s použitím kladiva a analyzátora vibrácií. Jeho praktickosť pre použitie v teréne z neho robí nevyhnutný nástroj na riešenie problémov pri diagnostikovaní rezonančných problémov, overovaní štrukturálnych úprav a vykonávaní rýchlych modálnych prieskumov bez špecializovaného testovacieho zariadenia.