Izbor tipa analize - unze.baunze.ba/am/ip/17 Mjerenje vibracija.pdf · Izbor tipa analize Modalna analiza Koraci modalne analize Vrstepobude Mjerenje vibracija -modalna analiza 2/30

1

Ispitivanje proizvodaMjerenje vibracija – modalna analizadoc.dr. Samir Lemeš <[email protected]>

Ispitivanje proizvoda

Mjerenje vibracija

Izbor tipa analize Modalna analiza Koraci modalne analize Vrste pobude

Mjerenje vibracija - modalna analiza 2/30

Vrste pobude Curve fitting Senzori Interpretacija

rezultatamjerenja


Izbor tipa analize

Analiza signala je proces utvrđivanja odziva sistema na nepoznatu pobudu i predstavljanje na način pogodan za interpretaciju


Analiza sistema obuhvata tehnike za određivanje osobina sistema. To se vrši stimulisanjem sistema mjerljivim silama i proučavanjem osjetljivosti

Osjetljivost je odnos između pobude i odziva


Izbor tipa analize

Kod linearnih sistema ta osjetljivost je nezavisna i ostaje ista bez obzira da li je sistem izložen pobudi ili nije

Npr. kvalitet HI-FI sistema je njegova


frekventna karakteristika, bez obzira šta se na njemu reprodukuje

Automobil ima iste rezonantne frekvencije i oblike oscilovanja bez obzira je li parkiran ili vozi 100 km/h

osjetljivost = izlaz / ulaz


Izbor tipa analize

Analiza signala je mjerenje radnog oblika oscilovanja

Analiza sistema je modalna analiza Cilj mjerenja radnog oblika


j j j goscilovanja je određivanje dinamičkog ponašanja pod dejstvom opterećenja (prinudne vibracije)


Modalna analiza

Cilj modalne analize:Konstruisati matematički model vibracionih osobina i ponašanja strukture eksperimentalnim putem


2


Modalni parametri

Teoretski Vlastita vrijednost Procentualno

prigušenje

Eksperimentalni Vlastita frekvencija Faktor gubitaka

(prigušenje)


Vlastiti vektor Oblik oscilovanja

Amplituda Prvi oblik

Drugi oblik

Treći oblik

SIla

Greda


Najčešće se provodi da bi se smanjio nivo nepoželjnih vibracija

Modeliranje konačnim elementima Da rezonantna frekvencija ne bude

Modalna analiza


Da rezonantna frekvencija ne bude blizu frekvencije vanjske pobude

Provjera ispitivanjem prototipa Obavezna u avio-industriji Česta u auto-industriji


Koraci modalne analize

Četiri osnovna koraka modalne analize su: Modeliranje Mjerenje


Curve fitting Provjera



Modeliranje Modeliranje geometrije Definisanje broja stepeni slobode X ili XYZ smjer za svaku tačku


(maks. 3 pomjeranja i 3 rotacije)

Mjerenje Funkcije frekventnog odziva Pobuda čekićem ili vibratorom Vrednovanje funkcijom koherencije



Curve fitting Frekvencija Prigušenje Reziduum


Provjera MAC (Ortogonalnost oblika oscilovanja) Provjera da li je oblik oscilovanja fizički ili

računski Složenost oblika oscilovanja


Modalna analiza

Analiza signala Određivanje odziva vibracionog

sistema na nepoznatu pobudnu funkciju


Autospectrum(Response Y) - InputWorking : Input : Input : FFT Analyzer

0 100 200 300 400 500 600 700 800

-60

-40

-20

0

[Hz]

[dB/1,00 m/s²] Autospectrum(Response Y) - InputWorking : Input : Input : FFT Analyzer

0 100 200 300 400 500 600 700 800

-60

-40

-20

0

[Hz]

[dB/1,00 m/s²]Time(Response Y) - InputWorking : Input : Input : FFT Analyzer

0 100m 200m 300m 400m

-8

-4

0

4

8

[s]

[m/s²] Time(Response Y) - InputWorking : Input : Input : FFT Analyzer

0 100m 200m 300m 400m

-8

-4

0

4

8

[s]

[m/s²]

Vrijeme Frekvencija

FFT

3


Modalna analiza

Analiza sistema: Određivanje osobina sistema neovisno o pobudi

Pobuda sistema

Izlaz


poznatom silom Mjerenje izlaza

(odziva) Uspostavljanje relacije

između ulaza i izlaza

Ulaz


Modalna analiza

Funkcija frekventnog odziva

OutputVremenski

domenFrekventni domen

Time(Response) - InputWorking : Input : Input : FFT Analyzer

0 40m 80m 120m 160m 200m 240m

-80

-40

0

40

80

[s]

[m/s²] Time(Response) - InputWorking : Input : Input : FFT Analyzer

0 40m 80m 120m 160m 200m 240m

-80

-40

0

40

80

[s]

[m/s²]

FFT


Input

Frequency Response H1(Response,Excitation) - Input (Magnitude)Working : Input : Input : FFT Analyzer

0 200 400 600 800 1k 1,2k 1,4k 1,6k

100m

10

[Hz]

[(m/s²)/N]Frequency Response H1(Response,Excitation) - Input (Magnitude)Working : Input : Input : FFT Analyzer

0 200 400 600 800 1k 1,2k 1,4k 1,6k

100m

10

[Hz]

[(m/s²)/N]

Autospectrum(Excitation) - InputWorking : Input : Input : FFT Analyzer

0 200 400 600 800 1k 1,2k 1,4k 1,6k

100u

1m

10m

100m

1

[Hz]

[N] Autospectrum(Excitation) - InputWorking : Input : Input : FFT Analyzer

0 200 400 600 800 1k 1,2k 1,4k 1,6k

100u

1m

10m

100m

1

[Hz]

[N]

Autospectrum(Response) - InputWorking : Input : Input : FFT Analyzer

0 200 400 600 800 1k 1,2k 1,4k 1,6k

1m

10m

100m

1

10

[Hz]

[m/s²] Autospectrum(Response) - InputWorking : Input : Input : FFT Analyzer

0 200 400 600 800 1k 1,2k 1,4k 1,6k

1m

10m

100m

1

10

[Hz]

[m/s²]

Time(Excitation) - InputWorking : Input : Input : FFT Analyzer

0 40m 80m 120m 160m 200m 240m

-200

-100

0

100

200

[s]

[N] Time(Excitation) - InputWorking : Input : Input : FFT Analyzer

0 40m 80m 120m 160m 200m 240m

-200

-100

0

100

200

[s]

[N]

FFT

Impulse Response h1(Response,Excitation) - Input (Real Part)Working : Input : Input : FFT Analyzer

0 40m 80m 120m 160m 200m 240m

-2k

-1k

0

1k

2k

[s]

[(m/s²)/N/s]Impulse Response h1(Response,Excitation) - Input (Real Part)Working : Input : Input : FFT Analyzer

0 40m 80m 120m 160m 200m 240m

-2k

-1k

0

1k

2k

[s]

[(m/s²)/N/s]

InverznaFFT

PobudaOdziv

SilaKretanje

UlazIzlaz

H() = = =

Funkcijafrekventnog

odziva

Funkcijaodziva

na impuls


Vrste pobude

Pobuda čekićem Udarci na

više mjesta Koristi se kod

In


malih homogenih struktura

Brza polireferentna tehnika Brza metoda – nema potrebe za

prišvršćivanjem

Out


Vrste pobude

Pobuda vibratorima Višekanalni odziv

ili se pomjeraju tačke odziva

Out


Koristi se kodvećih i složenih struktura

Mogući različiti pobudni signali Instalacija dugo traje

In


Vrste pobude

Elektromagnetni vibratori

Elektrohidraulički vibratori


Ekscentrične rotirajuće mase

Druge vrste pobuda


Vrste pobude

Stolovi i stalciza pobudu vibracija


4


Vrste pobude

Udarni čekić sa senzorom za silu


Prilikom izbora mjesta na koje se udara čekićem, treba paziti da to ne budu modalni čvorovi


Vrste pobude



Curve fitting

Alat za transformaciju iz frekventnog u modalni domen procjenom modalnih parametara

Najčešće zasnovano na metodi


najmanjih kvadrata Analitički proces za određivanje

matematičkih parametara koji daju najbližu aproksimaciju izmjerenih podataka


Senzori

Akcelerometri služe za mjerenje ubrzanja

Piezoelektrični akcelerometar Nema pokretnih dijelova


p j Manja preciznost kod niskih frekvencija Osjetljivi na visoke temperature Dva glavna tipa senzora brzine : Piezoelektrični Sa pokretnim kalemom


Interpretacija rezultata

Debalans Najčešći problem Centrifugalna sila Primjer: debalans


Primjer: debalansu jednoj ravni



Primjer: debalansu dvije ravni

Značajan fazni pomak između


signala sa dva ležaja

5



Ugaona nesaosnost




Ofset nesaosnost




Oštećenje ležaja




Iskrivljeno vratilo




Olabavljeno postolje ležaja




Istrošen klizni ležaj


Documents

Izbor tipa analize - unze.baunze.ba/am/ip/17 Mjerenje vibracija.pdf · Izbor tipa analize Modalna analiza Koraci modalne analize Vrstepobude Mjerenje vibracija -modalna analiza 2/30