Czy wiesz...

Wizualizacja wyników OpenFOAM

Jaką cenę należy zapłacić za korzystanie z bezpłatnych pakietów do symulacji inżynierskich?

Pękanie Elementów Form Wtryskowych

Dlaczego pękają matryce form wtryskowych?

Testowanie Przemysłowego Systemu Sterowania Elektrowni

Jak testować przemysłowe systemy sterowania w oparciu o symulacje SiL i HiL?

Wykres błędnych ruchów osi wrzeciona w funkcji kąta obrotu

Jak diagnozować przyczyny błędów obróbki CNC detali? cz. 2

Czytaj także:

Połączenie Skurczowe
Technologie

Niedoceniane połączenie skurczowe

­ Jerzy Mydlarz
Kontrola procesu aktywacji powierzchni polimerowych plazmą atmosferyczną
Technologie

Kontrola procesu aktywacji powierzchni polimerowych plazmą atmosferyczną

­ [Marek Bernaciak]
gięcie blachy
Projektowanie

Blaszane origami. Metodyka projektowania konstrukcji blachowych

­ Paweł Bancarzewski
Laserowe spawanie hybrydowe
Technologie

Laserowe spawanie hybrydowe

­ Aleksander Łukomski
Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie
  • STRONA GŁÓWNA
  • Aktualności
    Wkładki z tworzywa alternatywą dla zbrojenia betonu

    Wkładki z tworzywa alternatywą dla zbrojenia betonu

    Schemat konfiguracji obrabiarki do TAM (thermally assisted machining)

    Wspomagana laserem obróbka skrawaniem wyrobów z kompozytów ceramicznych CMC

    Norinco Changying-8 na lotnisku w Zhengzhou

    Bezzałogowiec transportowy o ładowności 3,5 t

    druk 3D łopaty śruby okrętowej metodą WAAM

    Wytwarzanie przyrostowe śruby okrętowej z brązu aluminiowo-niklowego

    Kulisty robot RoboBall podczas testów

    Kulisty robot o dużej dzielności terenowej

    Nowe powłoki dla nowych par tribologicznych

    Nowe powłoki dla nowych par tribologicznych

    Powrót w wielkim stylu – Lola T70S

    Powrót w wielkim stylu – Lola T70S

    Demonstracja założeń technologii IFAM na prostym przykładzie

    Druk 3D i kompozytowa pianka

    Wysokowydajne wytwarzanie przyrostowe metodą DED

    Wysokowydajne wytwarzanie przyrostowe Inconelu 718

  • Artykuły
    • Wszystkie artykuły
    • Analizy, symulacje
    • Badania, analizy
    • Części maszyn i urządzeń
    • Historia
    • Inne
    • Konstrukcje
    • Maszyny i urządzenia
    • Materiały
    • Projektowanie
    • Rozwiązania
    • Technologie
    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Obróbkowe uchwyty modułowe

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Organizacja produkcji; cz. 2

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Racjonalizacja zużycia surowców w praktyce produkcyjnej

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Ceramika ultra-wysokotemperaturowa UHTC dla lotów hipersonicznych; cz. 2

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Jak jest ważny i do czego służy model reologiczny polimeru?

    Wizualizacja działania oczyszczarki odśrodkowej

    Obróbka strumieniowo-ścierna metali: śrutowanie

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Ryszard Romanowski (1955-2025) in memoriam

    Ryszard Romanowski (1955-2025) in memoriam

    geometria kanałów chłodzących

    Wkładki konformalne – redukcja deformacji, dzięki symulacji procesu wydruku w Simcenter 3D

    Technologia ShAPE (shear assisted processing and extrusion)

    Recykling aluminium i potencjał tarciowego uplastyczniania materiału

    Linia odlewania ciśnieniowego obudów silników elektrycznych BMW

    Odlewanie ciśnieniowe

    samochód wojskowy Volkswagen typ 82 Kübelwagen

    Historia pewnego mechanizmu

    Lekkie Struktury Kompozytowe W Budowie Samochodów Klejenie Kadłuba

    Lekkie struktury kompozytowe w budowie samochodów; cz. 2

    Podciśnieniowe uchwyty mocujące

    Podciśnieniowe uchwyty mocujące

    ORGANIZACJA PRODUKCJI

    Organizacja produkcji; cz. 1

    Wybrane tematy:

    • robotyzacja
    • spawanie
    • obróbka skrawaniem
    • MES
    • klejenie
    • tworzywa sztuczne
    • motoryzacja
    • CAD
    • polskie projekty
    • lotnictwo
    • druk 3D
    • silniki
    • formy wtryskowe
    • budowa maszyn
    • technologie łączenia
    • obliczenia
    • kompozyty
    • ceramika techniczna
    • Analizy, symulacje
    • Badania, analizy
    • Technologie
    • Maszyny i urządzenia
    • Części maszyn i urządzeń
    • Konstrukcje
    • Rozwiązania
    • Projektowanie
    • Materiały
    • Historia
    • Inne
  • Czasopismo
    • Jak zakupić
    • Archiwum
      • Archiwum 2026
      • Archiwum 2025
      • Archiwum 2024
      • Archiwum 2023
      • Archiwum 2022
      • Archiwum 2021
      • Archiwum 2020
      • Archiwum 2019
      • Archiwum 2018
      • Archiwum 2017
      • Archiwum 2016
      • Archiwum 2015
      • Archiwum 2014
      • Archiwum 2013
      • Archiwum 2012
      • Archiwum 2011
      • Archiwum 2010
      • Archiwum 2009
      • Archiwum 2008
      • Archiwum 2007
  • O nas
  • Kontakt
  • ­
Nie znaleziono
Zobacz wszystkie wyniki
Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie
  • STRONA GŁÓWNA
  • Aktualności
    Wkładki z tworzywa alternatywą dla zbrojenia betonu

    Wkładki z tworzywa alternatywą dla zbrojenia betonu

    Schemat konfiguracji obrabiarki do TAM (thermally assisted machining)

    Wspomagana laserem obróbka skrawaniem wyrobów z kompozytów ceramicznych CMC

    Norinco Changying-8 na lotnisku w Zhengzhou

    Bezzałogowiec transportowy o ładowności 3,5 t

    druk 3D łopaty śruby okrętowej metodą WAAM

    Wytwarzanie przyrostowe śruby okrętowej z brązu aluminiowo-niklowego

    Kulisty robot RoboBall podczas testów

    Kulisty robot o dużej dzielności terenowej

    Nowe powłoki dla nowych par tribologicznych

    Nowe powłoki dla nowych par tribologicznych

    Powrót w wielkim stylu – Lola T70S

    Powrót w wielkim stylu – Lola T70S

    Demonstracja założeń technologii IFAM na prostym przykładzie

    Druk 3D i kompozytowa pianka

    Wysokowydajne wytwarzanie przyrostowe metodą DED

    Wysokowydajne wytwarzanie przyrostowe Inconelu 718

  • Artykuły
    • Wszystkie artykuły
    • Analizy, symulacje
    • Badania, analizy
    • Części maszyn i urządzeń
    • Historia
    • Inne
    • Konstrukcje
    • Maszyny i urządzenia
    • Materiały
    • Projektowanie
    • Rozwiązania
    • Technologie
    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Obróbkowe uchwyty modułowe

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Organizacja produkcji; cz. 2

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Racjonalizacja zużycia surowców w praktyce produkcyjnej

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Ceramika ultra-wysokotemperaturowa UHTC dla lotów hipersonicznych; cz. 2

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Jak jest ważny i do czego służy model reologiczny polimeru?

    Wizualizacja działania oczyszczarki odśrodkowej

    Obróbka strumieniowo-ścierna metali: śrutowanie

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Ryszard Romanowski (1955-2025) in memoriam

    Ryszard Romanowski (1955-2025) in memoriam

    geometria kanałów chłodzących

    Wkładki konformalne – redukcja deformacji, dzięki symulacji procesu wydruku w Simcenter 3D

    Technologia ShAPE (shear assisted processing and extrusion)

    Recykling aluminium i potencjał tarciowego uplastyczniania materiału

    Linia odlewania ciśnieniowego obudów silników elektrycznych BMW

    Odlewanie ciśnieniowe

    samochód wojskowy Volkswagen typ 82 Kübelwagen

    Historia pewnego mechanizmu

    Lekkie Struktury Kompozytowe W Budowie Samochodów Klejenie Kadłuba

    Lekkie struktury kompozytowe w budowie samochodów; cz. 2

    Podciśnieniowe uchwyty mocujące

    Podciśnieniowe uchwyty mocujące

    ORGANIZACJA PRODUKCJI

    Organizacja produkcji; cz. 1

    Wybrane tematy:

    • robotyzacja
    • spawanie
    • obróbka skrawaniem
    • MES
    • klejenie
    • tworzywa sztuczne
    • motoryzacja
    • CAD
    • polskie projekty
    • lotnictwo
    • druk 3D
    • silniki
    • formy wtryskowe
    • budowa maszyn
    • technologie łączenia
    • obliczenia
    • kompozyty
    • ceramika techniczna
    • Analizy, symulacje
    • Badania, analizy
    • Technologie
    • Maszyny i urządzenia
    • Części maszyn i urządzeń
    • Konstrukcje
    • Rozwiązania
    • Projektowanie
    • Materiały
    • Historia
    • Inne
  • Czasopismo
    • Jak zakupić
    • Archiwum
      • Archiwum 2026
      • Archiwum 2025
      • Archiwum 2024
      • Archiwum 2023
      • Archiwum 2022
      • Archiwum 2021
      • Archiwum 2020
      • Archiwum 2019
      • Archiwum 2018
      • Archiwum 2017
      • Archiwum 2016
      • Archiwum 2015
      • Archiwum 2014
      • Archiwum 2013
      • Archiwum 2012
      • Archiwum 2011
      • Archiwum 2010
      • Archiwum 2009
      • Archiwum 2008
      • Archiwum 2007
  • O nas
  • Kontakt
  • ­
Nie znaleziono
Zobacz wszystkie wyniki
Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie
Nie znaleziono
Zobacz wszystkie wyniki
Smalley Spirolox

Analiza modalna oraz jej zastosowanie w testach wibracyjnych

­ Wojciech Paluch
06.01.2017
A A
Analiza modalna w testach wibracyjnych

Zastosowanie testów wibracyjnych jest powszechne dla większości wyrobów użytkowych. Począwszy od telefonu komórkowego, laptopa czy komponentów samochodowych, a skończywszy na satelitach. Większość testów ma na celu sprawdzenie czy dany produkt wytrzyma eksploatację w warunkach rzeczywistych.

Tego typu badania przeprowadza się przeważnie korzystając z gotowych norm oraz standardów odpowiednich dla danej grupy produktów. W ten sposób na przykład komponenty pracujące na silniku spalinowym w samochodzie testowane są sygnałami sinusoidalnymi, zaś elementy karoserii, takie jak lusterka czy światła, testowane są sygnałami losowymi, które odpowiadają losowemu charakterowi wymuszeń od drogi.

Innym typem testów są udary, mające na celu sprawdzenie, jak nasz produkt (głownie sprzęt AGD oraz elektronika) zniesie upadek lub obijanie się o inne produkty, czy przeszkody. Zwykle gdy spadnie nam smartfon, najpierw odpada pokrywka, a zaraz za nią wypada bateria. Tego typu konstrukcja została wypracowana poprzez testy udarowe w celu uchronienia wrażliwych elementów elektroniki przed zmiażdżeniem przez przemieszczającą się na skutek udaru baterię.

Spora część testów wibracyjnych przeprowadzana jest na wyrobach końcowych – de facto będąc jednocześnie testami walidacyjnymi gotowego produktu. Dużą część również stanowią testy prototypów, które mają ujawnić słabe strony wyrobu. W tego typu testach nie ma potrzeby stosowania konkretnych norm czy standardów, gdyż cel takiego testu jest inny – dogłębne poznanie zachowania testowanego elementu bądź całego złożenia (gotowego produktu). W tym celu bardzo często wykorzystuje się rzeczywiste przebiegi zmierzone w miejscu użytkowania obiektu. Przykładowo, w przypadku lusterka samochodowego dane (przebiegi czasowe przyśpieszeń w miejscu mocowania) pozyskiwane są podczas rzeczywistych przejazdów pojazdem po drogach bądź torach testowych, a następnie odtwarzane są na wzbudniku, bądź wzbudnikach. Obecnie, coraz częściej testy wibracyjne robione są na wielu wzbudnikach jednocześnie – zamiast testować produkt trzy razy, robimy to jeden raz, za to w trzech kierunkach. Ten rodzaj testu również bardziej odzwierciedla warunki rzeczywiste.

Analiza modalna w testach wibracyjnych

Sam test nie da nam jednak odpowiedzi na pytanie, co jest przyczyną pękania, niszczenia lub awarii danego produktu. W tym celu należy dokładnie poznać dynamikę pracy badanego obiektu. Aby tego dokonać można zastosować dwie dostępne techniki analiz:

  • animacje strukturalne (Operational Deflection Shapes)
  • analizę modalną

W przypadku animacji strukturalnych w trakcie testu (może to być test dowolnego typu) rejestrujemy widma drgań oraz ich przebiegi czasowe w wielu punktach. Następnie dla wcześniej przygotowanej siatki geometrycznej jesteśmy w stanie stworzyć animację ruchu, który wykonuje nasz obiekt i jego części w czasie testu dla dowolnej częstotliwości, czy wybranej chwili przebiegu czasowego.

Analiza modalna w czasie testów wibracyjnych wymaga innego podejścia. Obiekt należy przymocować do wzbudnika poprzez czujnik (bądź czujniki) siły oraz również, jak w przypadku animacji strukturalnych, zarejestrować przebiegi czasowe w wielu punktach. Następnie dane te należy przeliczyć do widmowych funkcji przejścia, które są danymi wsadowymi do dalszych analiz. W wyniku analizy modalnej dostajemy częstotliwość, tłumienie oraz postać (animację) drgań własnych, które pobudzone powodują rezonans – czyli zupełnie niepożądane dla naszego obiektu zjawisko.

Obie techniki analizy danych pozwalają na uchwycenie niepożądanych zachowań obiektu, takich jak np. wzajemne ocieranie się lub uderzanie elementów. Dzięki tej wiedzy jesteśmy w stanie już na etapie prototypu zmienić konstrukcję lub zastosować inny rodzaj połączeń, czy mocowań elementów. Dodatkowo, posiadając informację o tłumieniach i częstotliwościach komponentów można zmienić ich materiał, przesuwając drgania własne poza częstotliwość wymuszenia, unikając jednocześnie rezonansu.

Podsumowując, analiza modalna oraz animacje strukturalne, w połączeniu z testami wibracyjnymi, są niezwykle przydatnym narzędziem umożliwiającym bardzo efektywną pracę nad optymalizacją prototypów. Dzięki pozyskanym danym jesteśmy w stanie szybciej i dokładniej przewidzieć niezbędne modyfikacje oraz ich skutek. Tym samym, pierwsze testy finalnego produktu mają dużo większą szansę odbyć się ze skutkiem pozytywnym, zmniejszając koszty oraz oszczędzając czas na kolejne modyfikacje i powtórne badania.

Wojciech Paluch

artykuł pochodzi z wydania 7/8 (94/95) lipiec/sierpień 2015

  • Share on Facebook
  • Share on Twitter
  • Share on LinkedIn
  • Share on WhatsApp
  • Share on Email
Tagi: diagnostykapomiary

Powiązane artykuły

Błędy ruchu wirujących osi stołów obrotowych obrabiarek CNC a uzyskiwana chropowatość powierzchni
Badania, analizy

Błędy ruchu wirujących osi stołów obrotowych obrabiarek CNC a uzyskiwana chropowatość powierzchni

maszyna do testów zawieszenia amortyzatorów
Analizy, symulacje

Modyfikacja częstotliwości drgań własnych maszyn z wykorzystaniem MES

Wpływ błędów wykonania i pracy stołów obrotowych obrabiarek CNC na powstające błędy obróbki
Badania, analizy

Wpływ błędów wykonania i pracy stołów obrotowych obrabiarek CNC na powstające błędy obróbki

Schemat samodiagnozującego się kompozytu
Aktualności

Samodiagnozujący się kompozyt

Cyfrowa korelacja obrazu
Badania, analizy

Cyfrowa korelacja obrazu – nowatorskie podejście pomiarowe w analizie wytrzymałościowej

Nowy Silnik Badawczy
Aktualności

Nowy silnik badawczy

najnowsze wydanie czasopisma
Rotor Clip

Tematyka:

aluminium budowa maszyn CAD ceramika techniczna CNC diagnostyka druk 3D energetyka formy wtryskowe innowacje inżynieria materiałowa klejenie kompozyty konstruktor laser lotnictwo mechanizm MES montaż motocykle motoryzacja obliczenia obrabiarki obróbka plastyczna obróbka skrawaniem pionowzlot polskie projekty pomiary powłoki programy przemysł kosmiczny przemysł morski przemysł zbrojeniowy robot robotyzacja silniki spawanie stal technologie łączenia tribologia tworzywa sztuczne wynalazki wywiad zgrzewanie łożyska
FORMY WTRYSKOWE Integracja Konstrukcji i Technologii Ebook
MetalTop
Smalley Spirolox
Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie
  • O nas
  • Polityka prywatności
  • Kontakt

© ITER 2007-2026

Nie znaleziono
Zobacz wszystkie wyniki
  • Strona główna
  • Aktualności
  • Artykuły
    • Analizy, symulacje
    • Badania, analizy
    • Części maszyn i urządzeń
    • Historia
    • Inne
    • Konstrukcje
    • Maszyny i urządzenia
    • Materiały
    • Projektowanie
    • Rozwiązania
    • Technologie
  • Jak zakupić
  • O nas
  • Kontakt

© ITER 2007-2026

email_icon

Nie przegap nowych wydań!

Zapisz się, aby na bieżąco otrzymywać linki do kolejnych, darmowych wydań Projektowania i Konstrukcji Inżynierskich

Wpisz adres email

Dziękuję, nie pokazuj więcej