20 listopada 2017


Każdy inżynier z pewnością spotkał się z zagadnieniem nadmiernych drgań, hałasu, z problemami z wytrzymałością oraz prawidłowym funkcjonowaniem urządzeń. Aby je rozwiązać należy dysponować odpowiednimi narzędziami; jednym z nich może być analiza modalna.

Sławomir Raab

Bardzo typową, ale nie jedyną przyczyną tego typu problemów często bywa rezonans, czyli wzbudzenie na skutek działania zmiennych sił oraz częstotliwości drgań własnych obiektu. W tego typu sytuacji objawia się to wielokrotnym wzmocnieniem drgań i niejednokrotnie związanym z nim hałasem.
Przykładem tego typu problemów są duże drgania konstrukcji wsporczych, na przykład wentylatorów. W trakcie rozruchu zmienna prędkość obrotowa, czyli tym samym – zmienna częstotliwość, pokrywa się z drganiami własnymi, czyli własnością układu fizycznego, powodując duże drgania, które ustępują po przekroczeniu tej, bardzo konkretnej, prędkości.

analiza modalna
Pomiary modalne przy użyciu kilku wzbudników nadwozia samochodu

W celu poznania powyższego zjawiska należy przeprowadzić pomiary charakterystyk dynamicznych konstrukcji lub urządzenia. Aby wykonać tego typu pomiary trzeba wzbudzić konstrukcję do drgań sygnałem o znanej sile oraz zmierzyć jej odpowiedź. W tym celu wykorzystujemy młotki modalne oraz wzbudniki (czujniki siły są częścią składową obu tych urządzeń). Pomiaru odpowiedzi obiektu dokonujemy zaś przy pomocy akcelerometrów lub innego typu czujników, na przykład wibrometrów laserowych czy nawet tensometrów. Efektem tych działań są tak zwane widmowe funkcje przejścia, czyli stosunek na przykład przyśpieszenia do siły. Tego typu dane służą następnie jako dane wejściowe do oprogramowania do analizy modalnej, które pozwalają nam na identyfikację niezbędnych parametrów.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 7/8 (106/107) lipiec-sierpień 2016