Modal Test ve Frekans Tepki Yorumlama


1

12 derece serbestlik dereceli genel bir dinamik modele sahip olduğum (sadece çeviri koordinatları) ve doğal frekanslarını hesapladığım dişli kutusundaki titreşimleri inceliyorum.

Şimdi modelimi fiziksel bir sistemle ilişkilendirmeyi denemek istiyorum. Çekiçle darbe testi yaptım ve cevabı, redüktör kasasının yatay yönünde yerleştirilmiş bir ivmeölçerle ölçtüm.

Mekanik titreşimler ve modal testler hakkındaki teorim oldukça basit ve okumaların sonuçlarını nasıl ilerletip yorumlayacağımı bilmiyorum.

Ölçümlerle ilişkilendirdiğim modeli ilişkilendirmek için zorunlu yanıtı simüle etmeye çalıştım. Örneğin, deneylerden birinde, redüktöre yatay olarak çarptım ve redüktörün karşı tarafındaki cevabı ivmeölçer ile aynı eksende ölçtüm. Zorla cevap simülasyonunda, bu eşdeğer serbestlik derecesinin ne olacağına dair bir kuvvet uyguladım.

Testin büyüklüğündeki cevabında, 2khz ila 24khz arasında değişen birkaç tepe noktasına sahibim (aynı zamanda penceremin res genişliği de). Ama benim kuvvet tepkisi simülasyonumda 9 kHz'den 80 kHz'e kadar rezonans tepeleri çok daha yüksek oluyor. Doğal frekanslar 1 kHz ile 16 kHz arasında değişmektedir. Ne yapmaya çalıştığımla ilgili birkaç sorum var:

  1. Hesapladığım doğal frekansların tümü zorunlu tepki simülasyonunda 20 kHz'e kadar olan bir frekans aralığında mı yoksa sadece kuvvet vektöründe uygulanan kuvvetin serbestlik derecesine yakın olanlarda mı göstermeli? Şimdiye kadarki sonuçlarına göre, zorla yanıttaki tepe noktaların hiçbiri doğal frekanslardan birine yakın değil.

  2. Test ölçümlerini zorunlu cevap simülasyonu ile nasıl ilişkilendirebilirim? Testlerin büyüklüğü yanıtındaki tepe noktaların hiçbiri simülasyona yakın görünmüyor.

  3. Modal test sonuçlarından bazı tepeleri ölçtüm ve bunların üçü doğal frekansların bazılarına çok yakın, bu, bu özel testte bu frekansın heyecanlandığı anlamına mı geliyor? ya da sadece tesadüf olabilir mi? daha önce de açıkladığım gibi, zorla yanıt simülasyonunda herhangi bir ilişki bulamadım.

Ayrıca modelimin yetersiz olduğunu ve ekipmanımın oldukça sınırlı olduğunu da not etmeliyim (sadece bir sensör ve küçük çekiç (22khz)).

Titreşimler ve modal testler hakkında varius ders kitaplarına dair bazı teoriler okudum, hepsi elbette genel bir FRF'nin nasıl yorumlanacağını gösteriyor, ancak benim yaptığım gibi teorik bir model ve modal testle ilgili pratik örnekler bulamıyorum en azından detay, çoğu sonuçlara atlayın, bu yüzden genel metodoloji eksikim.

Teşekkürler.

Yanıtlar:


2

Özellikle bir FRF'den fazla yararlanamazsınız, özellikle de model ile test arasında en yüksek tepkilerin hiçbiri aynı hizada değilse.

Akselerometreyi model DOF'lerden birinin konumuna sabitleyin ve ardından modeli 12 DOF pozisyonunun hepsine (elbette doğru yönlerde) etkileyin. Akselerometreyi sırayla diğer DOF konumlarına getirin ve tekrarlayın.

Çekiç kuvvetini ve ivmeölçer tepkisini ölçmelisiniz, böylece FRF'leri birbiriyle uyumlu hale getirebilirsiniz.

Ayrıca , sayısallaştırılmadan önce ölçülen sinyallerin bazı analog filtrelemelerini yapmanız gerekir, aksi takdirde sonuçlar, takma işleminden kaynaklanan artefaktlar nedeniyle yorumlanacak bir karışıklık olacaktır. Örneğin, 22k örnek / sn'de sayısallaştırıyor ancak filtreleme yapmıyorsanız, 11 + 1 = 12kHz ve 11-1 = 10kHz'deki rezonanslar ve sayısallaştırılmış verilerdeki rezonanslar arasındaki farkı söyleyemezsiniz - hatta daha da kötüsü , 21kHz ve 1kHz'deki rezonanslar arasında fark yoktur!

Daha sonra toplamda 144 FRF'ye sahip olacaksınız. Hangi zirvelerin "gerçek" olduğunu ve hangilerinin sadece rastgele eserler olduğunu görmek için bunları karşılıklı ilişkilendirebilirsiniz. Daha da önemlisi, her bir zirveye karşılık gelen mod şeklini bulabilir ve bunu modelinizden modlarda tanımlamaya çalışabilirsiniz.

Bunu yapmak için bazı yazılımlara ihtiyacınız var elbette. Ticari modal analiz yazılımı ucuz değildir, ancak bazı ücretsiz paketler vardır - örneğin, http://hosting.umons.ac.be/html/mecara/EasyMod/index.html (Matlab'a ihtiyaç duyar). Bu, EasyMod için kişisel bir öneri değil - Ben hiç kullanmadım - ama modal analiz ve testler Belçika üniversitelerinde bir uzmanlık alanı gibi görünüyor, bu yüzden "iyi bir evden" IMO geliyor.

Okumak için iyi bir kitap Ewins, DJ “Modal Testing; teori, uygulama ve uygulama ”. Muhtemelen ilk sürümü internette ücretsiz bulabilirsiniz - bu size konu hakkında bilmek istediklerinizden daha fazlasını söyler. Başlıktaki teori, pratik ve uygulama kelimelerini not edin . Bu iyi bir kitap çünkü her üç yönünü de anlatıyor. Sadece FRF'lerin matematiksel bir anlayışına sahip olmak (tipik bir B-Eng derecesinde öğreneceğiniz kadar) toplam resmin sadece bir kısmı!

Ancak bazı tekabül belirleyebilir sürece - bu ölçülen şey "yolu kapalı" hepsi modları vermek için modelleme bir ilk deneme için hiç de alışılmadık değildir, Not çiftleri testi ve model verilerinde modları, vermeyeceksin Tamamen iyi şanslar haricinde durumu iyileştirmeye çalışıyorum.


@ alephzero teşekkür ederim! tüm bunlar harika bir bilgi, son yorumunuz bu durumun oldukça normal olması konusunda bana motivasyon verdi. Zirve biçimine göre mod şeklini nasıl belirleyebilirim? Modumun şeklini modelimden çıkan sonuçlara, özvektörlerin belirti ve değerlerine göre kategorize ettim, ancak onları en tepeden nasıl tanımlayacağımı anlamıyorum.
spe4ker 16:17

Yazılımı edinin ve / veya kitabı okuyun. Bu konuda inanılmaz derecede zor bir şey yok, ancak kendiniz için tüm detayları yeniden icat etmek istemiyorsunuz. Temel olarak, her bir mod için frekans, sönümleme ve mod şekli bakımından ölçülen FRF'lere en uygun modları bulursunuz. FRF'nin doruklarını modal frekanslar olarak kullanmak genellikle oldukça kaba bir tahmindir ve FRF üzerindeki herhangi bir frekanstaki yanıtın genliği, yalnızca "zirveye en yakın olana" değil, heyecanladığınız tüm modlara bağlıdır .
alephzero 16:17

Mod uydurma, bir sinyalin polaritesini ters çevirmek veya 144 FRF'nin tümünü tutarlı bir şekilde adlandırmak üzerine bir karmaşaya girmek gibi ölçümlerde birkaç "hata" ortaya koyması oldukça yaygındır. Bir ya da iki ölçülen noktanın tam tersi yönde hareket etmesi dışında, bir modun "açıkça modeldekiyle aynı olduğu" farkına vararak genellikle böyle şeyleri çözebilirsiniz. Ancak basit tel çerçeve animasyonlarını anlamak çok daha kolaydır ". işaret ve değer tabloları "ve herhangi bir yarı-terimli modal analiz yazılımı bunları ekranda gösterebilmelidir.
alephzero 16:17

tekrar teşekkürler @ alephzero, tavsiye ettiğin kitabı aldım, orada en fazla cevabı bulabilirim ama aynı zamanda birçok teoriyi de gözden geçirmem gerek, mod şekillerini easymod ile nasıl hesaplayacağımı da öğrendim! Yine de, modelim ve deneylerim arasında bir ilişki elde edemiyorum. Rotasyonel koordinatlar ekleyerek modelin DOF'lerini arttırmak, ilk testler için redüktöre rotasyon yapmasam bile daha doğru sonuçlar (doğal frekanslar) verir mi?
spe4ker 17:17
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.