Разумевање функције фреквентног одзива (FRF)

1. Дефиниција: Шта је функција фреквентног одзива?

The Функција фреквентног одзива (FRF) је мера која описује како структура, компонента или систем реагује на примењену силу побуђивања, као функцију фреквенције. Једноставније речено, FRF вам говори колико ће систем вибрирати на свакој фреквенцији када га „ударите“ познатом силом.

FRF је фундаментални концепт у структурној динамици, модална анализа, и детекцију резонанције. У суштини је то преносна функција која повезује измерени излазни одзив (обично убрзање) на измерену улазну силу.

FRF = Излазни одзив / Улазна сила

И излаз и улаз су функције фреквенције, а сам FRF је сложена функција, што значи да садржи и амплитуду и фаза информације.

2. Како се мери FRF?

FRF се обично мери техником која се назива „тест удара“ или тест бумп:

1. Један акцелерометар монтира се на конструкцију на месту где треба мерити одзив.
2. Структура се удара на одређеној тачки посебним инструментални чекићОвај чекић има сензор силе (мерну ћелију) уграђен у врх, који мери улазну силу удара.
3. Вишеканални анализатор вибрација истовремено снима и улазни сигнал са чекића и излазни сигнал са акцелерометра.
4. Анализатор затим изводи Брза претрага Фурта (БПФ) на оба сигнала и израчунава однос излаза и улаза на свакој фреквентној линији. Резултат је FRF (форма честотне фреквенције).

Овај процес се понавља са вишеструким ударима, који се усредњавају заједно да би се добило чисто и поуздано мерење FRF-а.

3. Тумачење FRF графикона

FRF се обично приказује као два графикона:

• График магнитуде: Ово приказује амплитуду FRF-а у односу на фреквенцију. График ће имати различите врхове, а фреквенција сваког врха одговара природна фреквенција (или резонантна фреквенција) структуре. Висина врха је индикатор количине појачања и нивоа пригушење на тој резонанцији.
• Фазни дијаграм: Ово показује фазни помак између одзива и улазне силе у односу на фреквенцију. Како фреквенција пролази кроз резонанцу, фазни графикон ће показати карактеристичан помак од 180 степени. Овај фазни помак је дефинитивна потврда природне фреквенције.

4. Примене у вибрационој дијагностици

ФРФ је неопходан алат за дијагностиковање и решавање резонанција проблеми у машинама и конструкцијама:

• Идентификација природних фреквенција: Примарна употреба је прецизно идентификовање природних фреквенција машине, њене основе, повезаних цевовода или околне носеће структуре.
• Потврђивање резонанције: Ако машина показује високе вибрације на одређеној фреквенцији током рада, мерење FRF-а може потврдити да ли се та радна фреквенција поклапа са структурном природном фреквенцијом. Ако се врх у радном спектру поклапа са врхом у FRF-у, онда се резонанција потврђује као основни узрок високих вибрација.
• Модална анализа: Мерењем FRF-а на много различитих тачака на структури, може се конструисати потпуни рачунарски модел њених вибрационих режима (њени „оперативни облици деформације“ при резонанцији). Овај модел се може користити за пројектовање ефикасних структурних модификација.
• Структурна модификација („Шта ако“) анализа: Када се потврди резонанција, модални модел се може користити за симулацију ефекта потенцијалних поправки (као што је додавање укрућивача или масе) пре него што се изврше било какве физичке промене, осигуравајући да ће предложено решење бити ефикасно.

← Назад на главни индекс