Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Модалды сынақ – сыналатын нысанның табиғи (модалды) жиіліктерін, модалды массаларын, модалды сөндіру коэффициенттерін және нысанның өздік пішіндерін анықтауға арналған тербеліс сынау түрі. Модалды сынақ деректерді жинау және талдау кезеңдерінен тұрады. Бұл толық процесс көбінесе модалды талдау немесе эксперименталды модалды талдау деп аталады. Модалды сынақты жүргізудің бірнеше тәсілі бар, бірақ соққылы сынақ және дірілдеткіш (вибрациялық тестілеу) сынағы ең көп қолданылады. Екі жағдайда да жүйеге белгілі жиілік құрамы бар энергия беріледі. Құрылымдық резонанс туындағанда, жауап спектрінде анық байқалатын жауаптың күшеюі орын алады. Жауап спектрлері мен күш спектрлерін пайдаланып, беру функциясын алуға болады. Беру функциясы (немесе жиілік жауап функциясы (FRF)) көбінесе модалды параметрлерді есептеу үшін қисық сызыққа сәйкес келеді; алайда, модалды параметрлерді есептеудің көптеген әдістері бар және бұл мәселе көптеген зерттеулердің нысаны болып табылады.
Modal testing is the form of vibration testing of an object whereby the natural (modal) frequencies, modal masses, modal damping ratios and mode shapes of the object under test are determined. A modal test consists of an acquisition phase and an analysis phase. The complete process is often referred to as a Modal Analysis or Experimental Modal Analysis. There are several ways to do modal testing but impact hammer testing and shaker (vibration tester) testing are commonplace. In both cases energy is supplied to the system with a known frequency content. Where structural resonances occur there will be an amplification of the response, clearly seen in the response spectra. Using the response spectra and force spectra, a transfer function can be obtained. The transfer function (or frequency response function (FRF)) is often curve fitted to estimate the modal parameters; however, there are many methods of modal parameter estimation and it is the topic of much research.
Соққыны соққылау балғасының модульді сынағы
Құрылымға жасалатын идеалды соққы – шексіз кішкентай ұзақтықтағы толық импульс болып табылады, ол жиілік саласында тұрақты амплитудаға ие болады; мұндай жағдайда барлық діріл режимдері тең энергиямен қозғалады. Соққы балғасымен сынақ осыны қалпына келтіруге бағытталған; алайда, шындығында балғаның соққысы шексіз кішкентай уақытқа созыла алмайды, бірақ белгілі бір контактілік уақыты болады. Контактілік уақыттың ұзақтығы күштің жиілік құрамына тікелей әсер етеді, ал ұзақ контактілік уақыт жиілік жолағының тарлуына әкеледі. Күшті өлшеуге арналған датчик балғаның соңына орнатылып, күшті жазады. Соққы балғасымен сынақ кішкентай, жеңіл конструкциялар үшін өте қолайлы. Дегенмен, құрылымның мөлшері артқан сайын, сигнал мен шу арақатынасының нашарлауына байланысты мәселелер туындауы мүмкін, бұл ірі азаматтық инженерлік құрылымдарда жиі кездеседі.
An ideal impact to a structure is a perfect impulse, which has an infinitely small duration, causing a constant amplitude in the frequency domain; this would result in all modes of vibration being excited with equal energy. The impact hammer test is designed to replicate this; however, in reality a hammer strike cannot last for an infinitely small duration, but has a known contact time. The duration of the contact time directly influences the frequency content of the force, with a larger contact time causing a smaller range of bandwidth. A load cell is attached to the end of the hammer to record the force. Impact hammer testing is ideal for small lightweight structures. However, as the size of the structure increases, issues can occur due to a poor signal to noise ratio, which is common on large civil engineering structures.
Шейкердің модульдік сынағы
Шейкер – бұл объектіні немесе құрылысты күшейтілген кіріс сигналына сәйкес қоздыратын құрылғы. Модальды сынау үшін бірнеше кіріс сигналдары қол жетімді, бірақ синустық сканерлеу және кездейсоқ жиіліктік тербеліс профильдері ең көп қолданылатын сигналдар болып табылады. Кішкентай объектілерді немесе құрылымдарды тікелей шейкердің үстелге бекітуге болады. Кейбір шейкерлердің түрлерінде арматураны көбінесе фортепиано сымы арқылы (тарту күші) немесе итергіш (итеру күші) арқылы сынауға болатын нысанға қосады. Сигнал фортепиано сымы немесе итергіш арқылы берілгенде, объект соққымен сынау сияқты жауап береді, кейбір жиіліктерді әлсіретіп, ал кейбіреулерін күшейтеді. Бұл жиіліктер модальді жиіліктер ретінде өлшенеді. Әдетте, шейкер мен құрылым арасына қоздыру күшін алу үшін жүктеме жасушасы (load cell) орналастырылады. Ірі азаматтық құрылыстар үшін 100 кг және одан да көп массасы бар, жүздеген Ньютон күшін қолдана алатын әлдеқайда үлкен шейкерлер қолданылады. Шейкерлердің бірнеше түрі кең таралған: айналмалы массалық шейкерлер, электродинамикалық шейкерлер және электрогидравликалық шейкерлер. Айналмалы массалық шейкерлерде күшті масса мен айналу жылдамдығын білу арқылы есептеуге болады, ал электродинамикалық шейкерлерде күшті шейкердің қозғалатын массасына орналастырылған жүктеме жасушасы немесе акселерометр арқылы алуға болады. Шейкерлердің соққылы балғадан артықшылығы бар, олар құрылымға ұзақ уақыт бойы көбірек энергия бере алады. Дегенмен, мәселелер де туындауы мүмкін; шейкерлер құрылымның динамикалық қасиеттеріне әсер етуі мүмкін, сондай-ақ терезе қателерге байланысты талдаудың күрделілігін арттыруы мүмкін.
A shaker is a device that excites the object or structure according to its amplified input signal. Several input signals are available for modal testing, but the sine sweep and random frequency vibration profiles are by far the most commonly used signals. Small objects or structures can be attached directly to the shaker table. With some types of shakers, an armature is often attached to the body to be tested by way of piano wire (pulling force) or stinger (pushing force). When the signal is transmitted through the piano wire or the stinger, the object responds the same way as impact testing, by attenuating some and amplifying certain frequencies. These frequencies are measured as modal frequencies. Usually a load cell is placed between the shaker and the structure to obtain the excitation force. For large civil engineering structures much larger shakers are used, which can have a mass of 100 kg and above, and are able to apply a force of many hundreds of newtons. Several types of shakers are common: rotating mass shakers, electrodynamic shakers, and electrohydraulic shakers. For rotating mass shakers, the force can be calculated by knowing the mass and the speed of rotation, while for electrodynamic shakers, the force can be obtained through a load cell or an accelerometer placed on the moving mass of the shaker. Shakers have an advantage over the impact hammer as they can supply more energy to a structure over a longer period of time. However, problems can also be introduced; shakers can influence the dynamic properties of the structure and can also increase the complexity of analysis due to windowing errors.