Разумевање тестирања утицаја
Дефиниција: Шта је тестирање утицаја?
Тестирање удара (такође се назива импулсно тестирање или анализа модалног утицаја) је модално тестирање техника коришћења инструменталног ударног чекића за примену импулса широкопојасне силе на структуре, док се истовремено мери резултујући вибрација одговор са accelerometers. Техника израчунава функције фреквентног одзива (FRF) који показују како структуре реагују на свакој фреквенцији, откривајући природне фреквенције, облици режимаи пригушење односи неопходни за разумевање динамичког понашања и дијагностиковање проблема резонанције.
Тестирање ударом је практична теренска алтернатива модалном испитивању на витлачионицима, пружајући сличне информације без потребе за тешким, скупим електромагнетним витлачима и сложеним монтажним причвршћивачима. Широко се користи за решавање проблема са резонанцом, валидацију структурних модификација и корелацију модела коначних елемената у машинским и структурним динамичким применама.
Опрема
Инструментални ударни чекић
- Претварач силе: Пиезоелектрични сензор у глави чекића мери силу удара
- Маса чекића: 0,1-5 кг у зависности од величине структуре и фреквентног опсега
- Заменљиви врхови: Тврдо (челик), средње (пластика), меко (гума)
- Output: Сигнал силе синхронизован са мерењем одзива
- Типична цена: $500-3000
Сензори одзива
- Акцелерометри на тачкама од интереса
- Један покретни акцелерометар или више фиксних сензора
- Захтеви за тест усклађивања фреквентног опсега
Прикупљање података
- Минимум два канала (сила и одзив)
- Истовремено узорковање је неопходно
- FFT анализатор или софтвер за модалну анализу
- Преносна функција и израчунавање кохеренције
Поступак испитивања
FRF са једном тачком
- Носач акцелерометра: На месту одговора
- Изаберите врх чекића: Усклађивање са структуром и фреквентним опсегом
- Структура штрајка: Чврст, брз удар на тачки побуђења
- Подаци о снимању: Сигнали силе и одговора
- Израчунај ФРФ: H(f) = Одзив(f) / Сила(f)
- Просек: Поновите 3-10 пута, просечни ФРФ
- Проверите кохерентност: Проверите квалитет података (кохерентност > 0,9)
Вишеструко тачкасто тестирање
- Покретни чекић: Удар на више тачака, фиксни акцелерометар
- Покретни акцелерометар: Удар фиксне тачке, померање акцелерометра
- Резултат: FRF-ови са више локација откривају облике модова
- Тестирање мреже: Систематска мрежа тачака за комплетан структурни снимак
Избор врха чекића
Утицај на фреквенцију садржаја
- Тврди врх (челик): Кратко трајање удара, високофреквентни садржај, добро за круте структуре и високе фреквенције (до 10+ kHz)
- Средњи врх (најлон/делрин): Умерено трајање, балансирани спектар, општа намена (до 2-5 kHz)
- Меки врх (гума): Дуго трајање, нагласак на ниским фреквенцијама, велике/флексибилне структуре (до 500-1000 Hz)
Структура подударања
- Лаке конструкције: Мали чекић, меки врх (избегавајте оштећења, звецкање)
- Тешке конструкције: Велики чекић, тврђи врх (адекватно побуђивање)
- Правило: Структура треба да реагује, али не претерано (вршно убрзање типично 1-10g)
Квалитет података
Добра техника удара
- Брз, чист ударац (без дуплих удараца)
- Хамер се одмах повукао (не остаје у контакту)
- Ударите нормално на површину
- Доследна локација удара
- Одговарајући ниво силе
Валидација кохерентности
- Функција кохерентности показује квалитет мерења
- Кохерентност близу 1,0 (> 0,9) = добри подаци
- Ниска кохерентност = лош утицај, шум, нелинеарност
- Одбаците лоше утицаје, поновите тест
Резултати и тумачење
Функција фреквентног одзива
- График магнитуде приказује појачање у односу на фреквенцију
- Врхови = природне фреквенције/резонанције
- Висина врха = фактор појачања (инверзно од пригушења)
- Фаза графикон приказује померања од 180° кроз резонанције
Идентификација природне фреквенције
- Наведите све врхове из FRF-а
- Први мод обично најнижи фреквентни врх
- Виши модови на вишим фреквенцијама
- Упоредите са радним фреквенцијама за проверу сметњи
Одређивање облика мода
- Из вишеструког тестирања
- Релативне амплитуде одзива на резонанцији дефинишу образац отклона
- Анимација могућа уз помоћ софтвера
- Идентификује чворове и античворове
Примене у решавању проблема са машинама
Истраживање резонанције оквира
- Ударни мотор или оквир вентилатора
- Идентификујте природне фреквенције оквира
- Упоредите са проласком лопатица, електромагнетним фреквенцијама мотора
- Ако се пронађе подударање → проблем је у резонанцији
Тестирање темеља
- Ударна основна плоча или темељ
- Одређивање основних природних фреквенција
- Проверите одговарајућу крутост и фреквентно раздвајање
Поређења пре/после
- Тест пре структурне модификације
- Тест након (укрућивање, пригушење, промене масе)
- Проверите да ли је модификација постигла жељени ефекат
- Квантификујте побољшање
Тестирање ударом је практична, исплатива техника модалне анализе доступна стручњацима за вибрације на терену. Користећи само инструментални чекић и анализатор вибрација, испитивање ударом идентификује структурне резонанције, валидира модификације и пружа динамичку карактеризацију потребну за решавање проблема резонанције и оптимизацију структурних дизајна у машинама и структурним применама.