Модальное тестирование

Модальное испытание — это форма вибрационных испытаний объекта, в ходе которой определяются собственные (модальные) частоты, модальные массы, модальные коэффициенты демпфирования и формы колебаний испытуемого объекта.

Модальное испытание состоит из этапа сбора данных и этапа анализа. Полный процесс часто называют модальным анализом или экспериментальным модальным анализом.

Существует несколько способов проведения модальных испытаний, но обычно используются испытания ударным молотком и виброиспытателем. В обоих случаях энергия подается в систему с известным частотным составом. Там, где возникают структурные резонансы, будет происходить усиление ответа, что ясно видно по спектрам ответа. Используя спектры отклика и силовые спектры, передаточную функцию можно получить . Передаточная функция (или функция частотной характеристики (FRF)) часто представляет собой аппроксимацию кривой для оценки модальных параметров; однако существует множество методов оценки модальных параметров , и это тема многих исследований.

Модальные испытания ударным молотком

Идеальное воздействие на конструкцию — это идеальный импульс бесконечно малой длительности, вызывающий постоянную амплитуду в частотной области; это приведет к тому, что все виды вибрации будут возбуждаться с одинаковой энергией. Испытание на ударный молоток призвано повторить это; однако в действительности удар молота не может длиться бесконечно малой продолжительности, а имеет известное время контакта. Продолжительность времени контакта напрямую влияет на частотный состав силы , причем большее время контакта приводит к уменьшению диапазона полосы пропускания. для тензодатчик К концу молотка прикреплен регистрации силы. Испытание ударным молотком идеально подходит для небольших легких конструкций. Однако по мере увеличения размера конструкции могут возникнуть проблемы из-за плохого соотношения сигнал/шум , что характерно для крупных инженерных сооружений.

Модальное тестирование шейкера

Шейкер — это устройство, которое возбуждает объект или конструкцию в соответствии с усиленным входным сигналом. Для модального тестирования доступны несколько входных сигналов, но наиболее часто используемыми сигналами являются синусоидальная развертка и профили вибрации случайной частоты.

Небольшие предметы или конструкции можно прикреплять непосредственно к шейкерному столу . В некоторых типах шейкеров к корпусу часто прикрепляется якорь для испытания с помощью фортепианной проволоки (тянущая сила) или жала (толкающая сила). Когда сигнал передается через рояльную струну или жало, объект реагирует так же, как при ударном испытании, ослабляя некоторые и усиливая определенные частоты. Эти частоты измеряются как модальные частоты. Обычно между вибростендом и конструкцией размещается тензодатчик для получения силы возбуждения.

Для крупных инженерных сооружений используются гораздо более крупные вибростолы, которые могут иметь массу 100 кг и выше и способны прилагать силу во многие сотни ньютонов . Распространены несколько типов шейкеров: вращающиеся шейкеры, электродинамические шейкеры и электрогидравлические шейкеры. Для вращающихся шейкеров силу можно рассчитать, зная массу и скорость вращения, тогда как для электродинамических шейкеров силу можно получить с помощью тензодатчика или акселерометра, помещенного на движущуюся массу шейкера. Шейкеры имеют преимущество перед ударным молотком, поскольку они могут подавать конструкции больше энергии в течение более длительного периода времени. Однако могут возникнуть и проблемы; шейкеры могут влиять на динамические свойства конструкции, а также могут увеличивать сложность анализа из-за ошибок окон .

См. также

Ссылки