Yüksek kalitede frekans cevap fonksiyonu (FRF) ölçümleri almak, bir yapının rezonans frekanslarını tanımlamak için oldukça önemlidir. Uygun çekiç ucu kullanmak kaliteli bir FRF ölçümü almanın büyük bir parçasıdır.
Arka planı
Modal darbe testinde test yapısının doğal frekansını belirlemek için FRF hesaplanır. FRF, bilinen bir girdiye (genellikle kuvvet) karşılık sistem çıktısının (genellikle ivme, hız veya deplasman) cevapta ölçülmesidir.
Deneysel FRF hesaplamak için, hem girdi hem de çıkış cevap sinyalleri load cell ve ivmeölçer gibi sensörler kullanılarak ölçülür.
İyi bir kuvvet girdisi ölçümü için;
– Yüksek genlikte (Enstrimantasyon gürültü seviyesi üzerinde) geniş frekans aralığı boyunca tahrik edilmelidir.
– Genlik, frekansa karşı düz bir şekilde yayılmış olarak elde edilmelidir.
– Frekansa karşılık homojen bir biçimde yayılmış olmalıdır.
Genel düşünce, tüm frekans aralığı boyunca aynı kuvvet seviyesi uygulanarak, rezonans frekanslarının kolaylıkla belirlenebileceğidir. Kuvvet girdisine karşılık frekans alanında elde edilen cevaptaki tepe noktaları, rezonans frekanslarına karşılık gelir.
Zaman ve Frekans Alanı
Girdi kuvvetinin genişliği, darbe süresinin uzunluğu tarafından belirlenir. Daha kısa tahrik süresi, frekans alanında daha geniş cevap oluşturur.
Genelde sinyalin frekans alanı ve zaman alanı arasında ters bir ilişki vardır. Kısa süreli zaman sinyalleri, frekans alanında geniş cevaba sahiptir ve tersi durum geçerlidir.
Örnek olarak; zaman alanında sürekli olan bir sinus sinyali dar bir frekans spektrumuna sahiptir.
Diğer taraftan, kısa zaman alanındaki anlık impalsler geniş frekans spektrumuna sahiptir.
Uç Seçimi
Geniş frekans aralığının tahriği için kısa pals istenir, ancak bu pratikte nasıl elde edilir?
Girdi kuvvetinin frekans aralığı iki şekilde çekiç ucunu değiştirerek kontrol edilebilir;
– Çekiç kütlesi : Çekiç ucunun kütlesini azaltmak, çekicin yapıya olan temas süresinin daha kısa olmasına neden olur. Azaltılmış kütle, yapıya vurduktan sonra temas süresini düşürerek çekicin ters yöne daha kolay haraket etmesine izin verir.
– Çekiç sertliği : Ucun sertliğini arttırmak çekicin yapı ile temasta olduğu sürenin daha kısa olmasına imkan sağlar. Örneğin Kauçuk uç, metal uç ile değiştirilebilir.
İstenilen sonuç, ilgilenilen tüm frekans aralığı üzerinde ve aynı frekans aralığı boyunca giriş spektrumu göreceli olarak düz olan, temiz bir FRF elde etmektir.
Eğer FRF’te yüksek frekanslarda gürültülü görülüyor ve giriş spektrumu önemli derecede düşüyorsa bu çekiç ucunun çok yumuşak olabileceğinin belirtisidir.
İlgilenilen frekans aralığının ötesinde yapının tüm modları tahrik edilmesi, çekiç ucunun çok sert olabileceğini belirtir ve düşük frekanslarda FRF üzerinde gürültü olabilir. Bu durum, ilgilenilen frekans aralığının dışının tahrik edilmesinden kaynaklanır.
Çekiç kütlesi, yapıyı tahrik etmek ve yapı üzerinde oluşturulan yeterli kuvveti garanti etmek için oldukça önemlidir. Kuvvet gereksinimi yüksek olduğunda, daha ağır çekiç ucu yeterince yüksek kuvveti elde etmek için gerekli olabilir. Örnek olarak, 50 tonluk bir gemiye 5 kg’lık bir çekiçle vurmak geminin modlarını tahrik etmek için gerekli kuvveti oluşturmayacaktır.
Sonuç
PCB Piezotronics darbe çekiçleri ile gerçekleştireceğiniz modal darbe testinde doğru uç seçimi, ilgilenilen tüm frekans aralığında tahrik için gerekli enerjiyi ve yeterli kuvveti sağlayarak, seçilen frekans aralığı ötesinde büyük bir etki yaratmayacaktır.
Mühendislik hizmetlerimiz veya satışını gerçekleştirdiğimiz sensörler ve veri toplama cihazları hakkında detaylı bilgi için lütfen DTA Mühendislik Test & Ölçüm Bölümü mühendisleriyle iletişime geçiniz.
