Elektrikli Araç satışları son birkaç yılda önemli ölçüde artmıştır ve yeni elektrikli araç satışlarının 2025 yılında toplam yeni otomobil satışlarının yaklaşık % 35’ine ulaşacağı tahmin edilmektedir.
Elektrikli aracın en kritik parçalarından biri olan Batarya, elektrikli araç üreticilerinin ihtiyaçlarını karşılamak için önemli bir geliştirme sürecinde. Test standartları ve prosedürleri de sürekli olarak değerlendirilmekte ve güncellenmektedir.
Batarya teknolojisinin güvenliğini ve sağlamlığını sağlamak için akünün Titreşim ve Şok Testine tabi tutulması gerekir. Şu anda, Batarya için Titreşim ve Şok Testinde yaygın olarak kullanılan üç uluslararası test standardı vardır. Bunlar; UN 38.3, ISO 12405-1 ve SA J2380’dir. Yine de bazı araç üreticilerinin kendi test standartları vardır.

ISO 12405, test dizilerini Batarya Sistemi ve Elektronik Sistem olmak üzere iki bölüme ayırır.

Batarya ürün sistemi tipleri:
Hücre
Modül
Paket
Tüm Araçların Batarya Sistemi

IPA Amplifikatör teknolojisine sahip ETS Solutions Sarsıcı Serisi, Batarya titreşim ve şok testi standartlarının gereksinimlerini karşılamak için tasarlanmıştır. Titreşim Kontrolcü yazılımı da test doğruluğunu sağlamak için geliştirilmiştir.
DTA Mühendislik olarak; Titreşim ve Şok Testi için Sarsıcı, Kontrolcü ve Veri Toplama Sistemlerini; anahtar teslim kurulum, devreye alma ve yetkin teknik destek hizmetiyle tek noktadan çözüm olarak tecrübeli mühendis kadromuz ile sunmaktayız.
Batarya titreşim testleriyle ilgili sorularınız için DTA Mühendislik Test Bölümü mühendisleriyle iletişime geçebilirsiniz.

The post Elektrikli Araçlar için Batarya Titreşim Testi ve Test Standartları appeared first on Blog.

Mühendisler, elektrikli makine tasarımlarını gerçekleştirirken, giderek artan müşteri talepleri ve yasal gerekliliklerle karşı karşıya kalmaktadır. Bu talepleri karşılayabilmek için farklı fiziksel analizlere ihtiyaç duyulmaktadır.

Klasik geliştirme stratejileri, sadece bir fiziksel analize odaklığından, optimum tasarımı elde ederken doğruluk açısından sakıncalı olabilmektedir.

Elektrikli Makine Tasarımlarında Multifizik Analizler

E-makinelerin tasarımında, farklı fiziksel çözücüleri kontrol eden ve bu çözücüler arasında veri transferi yapan otomatik süreçler geliştirmek en uygun yöntemdir. Bu tür işlemler, hedeflerin gerçekleştirilebilmesi ve farklı gereksinimler arasında bir dengenin sağlanabilmesi için optimizasyon araçları ile kontrol edilmelidir.

Altair ve Porsche tarafından gerçekleştirilen multifizik çalışmayı inceleyebilirsiniz.

Elektrikli Makinelerin Termal Özellikleri

Elektrikli makinelerin, elektromanyetik performasının yanı sıra termal özellikleri de çok önemlidir. Sargılarda oluşan omik kayıplar, lamine çekirdekteki demir kayıpları ve eddy current kayıpları makine üzerinde dağıtılması gereken ısı üretmektedir. Aksi takdirde, makinede hasara yol açabilecek “peak” sıcaklık değerleri oluşabilmektedir. Dağıtılacak ısı değerinin çok yüksek olması durumunda, soğutucu sistem tasarımlarına ihtiyaç duyulmaktadır. Simülasyon gerçekleştirilirken, termal etkisi olan tüm yapılar dikkate alınmalıdır. İlk olarak elektromanyetik analiz gerçekleştirilerek ısı şeklinde açığa çıkan kayıplar elde edilir. Daha sonra bu kayıplar, CFD yazılımlarında ısı kaynağı şeklinde temsil edilerek cihaz üzerindeki sıcaklık dağılımı hesaplanır. Malzeme özellikleri, sıcaklığa bağlı olarak önemli ölçüde değişiyorsa, elektromanyetik ve termal simülasyonlar arasında iteratif bir prosedür gerçekleştirilmelidir.

Elektrikli Makinelerin Vibroakustik Analizleri

Elektrikli motorların neden olduğu gürültünün, her geçen gün önem kazanarak günlük hayatta bir kalite-konfor parametresi haline dönüştüğünü söyleyebiliriz. NVH gereksinimleri artık sadece otomotiv sektöründe değil, diğer sektörlerdeki mühendisler için de tasarımda dikkat etmesi gereken önemli bir problemdir.

Elektrikli makinelerin çalışma prensibinden dolayı, genel yapıyı tahrik eden ve gürültüye neden olan kuvvetler ortaya çıkmaktadır. Termal analizlere benzer şekilde akustik analizler de bir kaç adımda gerçekleştirilmektedir. İlk adım olarak, elektromanyetik analiz ile yapıyı tahrik ederek titreşime ve gürültüye neden olan kuvvetler hesaplanır. Daha sonra bu kuvvetler yapısal çözücülere aktarılarak, ERP (Equivalent Radiated Power) analizi ile ses gücü elde edilir.

Elektrikli Makinelerin Ön Tasarımında “Multifizik”

E-makinelerin NVH ve termal değerlendirmesi, tasarım sürecinin hemen başında yapılmalıdır. Tasarım başında bu etkileri dikkate almak; e-makinelerin topolojisine, boyutlarına, kutup sayısına ve sargı şemalarına karar verirken yardımcı olmaktadır.

Örneğin, akım değerlerinin değişimine bağlı olarak sıcaklık değerlerini görüntülemek motorun soğutma stratejisini belirleme konusunda fikir vermektedir. Tasarım aşamasında olasılıklar sonsuz olsada amaç her zaman maliyeti arttıracak tasarım döngülerinden kaçınmaktır.

Altair FluxMotor yazılımı 2020 versiyonuyla birlikte; her zamanki kullanım kolaylığı ve kısa sürede hesaplama yeteneğine ek olarak Termal ve Vibroakustik analizleri de kullanıcıyla sunmaktadır.

Kullanıcılar ek bir lisansa ihtiyaç duymadan, sadece FluxMotor arayüzünde elektromanyetik, termal ve gürültü analizini gerçekleştirebilmektedir.

The post Elektrikli Makine Tasarımları İçin Sadece Elektromanyetik Analiz Yeterli mi? appeared first on Blog.

Güç Spektral Yoğunluğu (PSD) nedir? Autopower’dan farkı nedir?

Bir Güç Spektral Yoğunluğu (PSD), sinyalin, güç içeriğinin frekansa karşı ölçüsüdür. Bir PSD tipik olarak geniş bantlı rastgele sinyalleri karakterize etmek için kullanılır. PSD’nin genliği, sinyali sayısallaştırmak için kullanılan spektral çözünürlük ile normalleştirilir.

Titreşim verileri için PSD’nin genlik birimi g2 / Hz’dir. Bu birim ilk başta anlaşılması ve kullanılması kolay görünmese de, rastgele verilerin üzerine yerleştirilmesini ve verileri ölçmek için kullanılan spektral çözünürlükten bağımsız olarak karşılaştırılmasını sağlar. Bu makalede bunun nasıl yapıldığı açıklanmaktadır.

Bir Güç Spektral Yoğunluğunu (PSD) anlamak için, verileri farklı spektral çözünürlüklerle analiz ederken autopower fonksiyonunun bazı sınırlamalarını anlamak faydalı olacaktır.

Senaryo:

Aynı geniş bant verileri üç kez farklı şekilde ölçüldü. Her ölçüm için sadece frekans çözünürlüğü değiştirildi. 1 Hz frekans çözünürlüğü, sonra 4 Hz frekans çözünürlüğü ve son olarak 8 Hz frekans çözünürlüğü ile elde edildi.

Ortaya çıkan autopower verilerinin genlikleri çok farklıdır (Şekil 1). Neden? Hangisi doğru?

Cevap:

Tüm autopower sonuçları doğrudur! Ancak görsel olarak farklı genliklere sahip oldukları anlaşılıyor, bu da kafa karıştırıcı bir durumdur.

Frekans çözünürlüğü (bazen spektral çözünürlük olarak da adlandırılır) azaldıkça (8 Hz, ardından 4 Hz, sonra 1 Hz ile başlar), sinyali ölçmek için daha fazla veri noktası kullanılır. Aynı sinyal daha küçük parçalara bölünüyor, ancak toplam aynı kalıyor.

Bireysel frekanslardaki genlik farklı gibi görünse de, frekans aralığı boyunca toplam veri aynıdır.

Sinyalin “toplamı”, Şekil 2’de gösterildiği gibi tüm spektrumun RMStoplamına yansıtılır. RMS toplamı, üç autopower spektrumunun tümü için aynıdır.

Daha küçük bir frekans aralığına dayanan verilerin kısmi RMS toplamı bile (Şekil 3) her üç ölçüm için de aynıdır.

Spektral Çizgiler

Spektral çizgiler, bu özdeş sinyaller için çizilen genliklerin neden farklı göründüğünü, ancak neden aynı miktarda toplandığını anlamanın anahtarıdır.

1 Hz çözünürlük ve 6000 Hz bant genişliği ile ölçülen bir autopower spektrumu, Denklem 1’de gösterildiği gibi 6000 veri noktasına veya spektral çizgiye sahip olacaktır.

Spektral çizgiler, spektrumu dijitalleştirmek için kullanılan frekans alanındaki ayrık noktalardır (bir bilgisayarın sürekli bir analog işlevi saklayamayacağını, herhangi bir veriyi ayrı noktalara bölmesi gerektiğini unutmayın). Tüm sinyal bu 6000 veri noktası (yani spektral çizgiler) arasında bölünür.

Üç ayrı ölçüm için (her biri maksimum 6000 Hz frekansına sahip) aşağıdakiler gözlenir:
– 1 Hz frekans çözünürlüğü -> 6000 spektral çizgi -> en düşük görünür genlik
– 4 Hz frekans çözünürlüğü -> 1500 spektral çizgi -> orta menzilli görünen genlik
– 8 Hz frekans çözünürlüğü -> 750 spektral çizgi -> en yüksek görünür genlik

Genliğin gerçekten spektral çizgi sayısının bir fonksiyonu olduğunu unutmayın. Spektral çizgiler ne kadar fazlaysa, her spektral çizginin genliği o kadar düşük olur.

Sonuçlar belirli bir frekans çözünürlüğü için doğrudur, ancak spektrum görüntülenirken bu kolayca görülmemektedir. Daha dar bir frekans aralığına yakınlaşarak (Şekil 4), üç ölçüm arasındaki farklı frekans çözünürlükleri daha belirgin olmaya başlar. Mavi çizginin (8 Hz çözünürlük) kırmızı çizgiden (1 Hz çözünürlük) daha az veri noktasına sahip olduğu görülebilir.

Verilerin görüntülenme şekli, veri eğrileri arasındaki farkları gizler. Varsayılan olarak, çoğu FFT analizörü veri noktalarını birbirine bağlayan çizgilerle görüntüler. Verilere, Şekil 4’teki gibi çizgilerle bağlanmak yerine, aynı veriler, blok anahatları olarak görüntülenebilir (Şekil 5). Blok anahatları ayrı spektral çizgilerin görülmesini sağlar.

Blok anahatlarını kullanarak görüntülenen verilerde, üç ölçümdeki farklar daha açıktır (Şekil 5). 8 Hz frekans çözünürlüğü ile ölçülen mavi eğride, her spektral çizginin seviyelerinin daha yüksek olduğunu, ancak frekans aralığında daha az veri noktası olduğunu görebilirsiniz. Kırmızı eğride daha fazla veri noktası vardır, ancak her nokta / çizgi genlik olarak daha düşüktür. Yeşil eğri ortadadır.

Parti Anolojisi

İçeceklerin sunulduğu bir parti, autopower fonksiyonundaki frekans çözünürlüğü ve genlik arasındaki bu ilişkiyi açıklamak için bir benzetme olarak kullanılabilir (Şekil 6).

Ölçülen sinyalin, servis edilecek sabit bir içecek miktarı olduğunu düşünün. Katılımcılar tarafından tutulan bardak sayısı, spektral çizgilerin sayısına benzer.

Geniş bantlı bir sinyali simüle etmek için içecek,bardaklar arasında eşit olarak dağıtılır. Dağıtım için ne kadar çok bardak (yani spektral çizgiler) olursa, her bir bardaktaki miktar o kadar düşük olur. Sunulan toplam içecek miktarı (yani RMS) aynı kalır.

Güç Spektral Yoğunluk fonksiyonu şimdi üç autopower spektrumundaki belirgin farkı gidermek / azaltmak için kullanılacaktır. Unutmayın, autopower ve Güç Spektral Yoğunluğu her ikisi de doğrudur, yalnızca verilerin gösterimi işlevler değiştirilerek değiştirilmektedir.

Güç Spektral Yoğunluğu

Toplam sinyal miktarı (RMS tarafından gösterildiği gibi) aynı olmasına rağmen, autopower grafiğinde gösterilen genliklerin de benzer olması istenir.

Güç Spektral Yoğunluğu (PSD), genliklere benzer bir görünüm vermek için genlikleri frekans çözünürlüğüyle normalleştirir (Şekil 7).

Frekans çözünürlüğü ile “normalleştirme” terimi, her spektral çizginin genliğinin frekans çözünürlüğüne bölünmesi anlamına gelir.
– 1 Hz frekans çözünürlüğü durumunda, genlik değişmeden kalacaktır.
– 4 Hz frekans çözünürlüğü için, genlik her frekansta 4’e bölünür.
– 8 Hz’lik bir çözünürlük için, genlik her frekansta 8’e bölünür.

Genlik her zaman sonuç olarak Hertz’e bölünerek gösterilir, örneğin 25 g2 / Hz.

PSD rastgele veriler için benzer genlikler verdiğinden, rastgele titreşim kontrol testinde genellikle kontrol fonksiyonu olarak kullanılır.

Geleneksel olarak, bir Güç Spektral Yoğunluğundaki verilerin genliği kare içine alınır. Örneğin, biri 5 g genlik (rms) sinüs dalgasını ölçüyorsa, bir PSD’de gösterilen genlik 25 g2 / Hz olacaktır.

Sinüzoidal Veriler

Sinüzoidal veriler için her şey tam tersidir!

Parti benzetimimize geri dönersek, sinüzoid durumunda, sürahi içindeki tüm sinyaller tek bir bardağa (spektral çizgi) konur. Örneğin, 1 Hz, 4 Hz veya 8 Hz frekans çözünürlüğüyle elde edilen 200 Hz sinüs dalgası, tüm sinyali tek bir spektral çizgiye yerleştirir (200, 1, 4 ve 8 ile eşit olarak bölünebilir).

Bir sinüzoid için genlik, spektral çizgilerin sayısındaki değişikliklerle büyük ölçüde değişmeyecektir. Sinyal her zaman bir “bardağa” (yani spektral çizgiye) yerleştirildiği için, daha fazla bardak eklendikçe camdaki genlik değişmez.

Aslında, sinüzoidal sinyalin bir Güç Spektral Yoğunluğu (PSD), sinüs dalgasının görünür genliğini Şekil 10’daki gibi büyük ölçüde değiştirecektir.

Bunun nedeni sinüs dalgalarının genliklerinin kendi frekans çözünürlüklerine (delta f) bölünmesidir. Aynı genliği almak ve bunu farklı frekans çözünürlüğü (delta f) değerlerine bölmek genlikleri farklı kılar.

Genlik değerini en büyük frekans çözünürlüğüne (bu durumda 8 Hz) böldüğümüz PSD, en düşük genliğe neden olur.

Sinüs dalgalarının PSD’sinin RMS toplamı aynı kalır. Bunun nedeni, RMS toplama işlevinin doğru değeri elde etmek için frekans çözünürlüğü bölümünü otomatik olarak ayarlamasıdır.

Sonuç

Bilgisayarlar sinyalleri ayrık noktalara dönüştürdükleri için bazı ilginç dijital sinyal işleme fenomenleri yaratılır.

Geniş bant (rastgele) sinyaller:
– Farklı frekans çözünürlüklerine sahip autopower spektrumlarının farklı genlik seviyeleri olacaktır.
– Farklı frekans çözünürlüklerine sahip Güç Spektral Yoğunlukları aynı genlik seviyelerine sahip olacaktır.

Sinüzoidal (periyodik) sinyaller:
– Farklı frekans çözünürlüklerine sahip autopower spektrumları aynı genlik seviyelerine sahip olacaktır.
– Farklı frekans çözünürlüklerine sahip Güç Spektral Yoğunlukları farklı genlik seviyelerine sahip olacaktır.

Tablo 1, Güç Spektral Yoğunluklarına karşı autopower ile ilgili bu gözlemleri özetlemektedir.

Her durumda, frekans aralığı üzerindeki verilerin RMS toplamı tüm durumlarda aynıdır. Bir spektral işlevi değerlendirirken, karşılaştırma amacıyla bir RMS kullanmak en iyi uygulamadır, çünkü RMS genlikleri tutarlı ve kullanılabilir değerler üretmek için frekans çözünürlüğünü ve diğer ayarlamaları dikkate alır.

Uygulamada, aşağıdaki gibi kullanılırlar:
– Güç Spektral Yoğunluğu – Rastgele titreşim yorulmasını ölçmek için kullanılır.
– Autopower -Motorlar, pompalar, dişliler, vb. tarafından üretilen sinüzoidal verileri ölçmek için kullanılır.

Simcenter Testlab Format Dönüştürme

Simcenter Testlab‘da (eski adıyla LMS Test.Lab), bir autopower PSD’ye dönüştürülebilir veya tam tersi yapılabilir.

‘Conditioning’ araç çubuğunda (Şekil 11), bir spektral fonksiyonun formatı “FFT Format Conversion” düğmesi seçilerek dönüştürülebilir.

Menüden aşağıdakiler değiştirilebilir:
– ‘AmplitudeScaling’ – RMS ve Peak arasından genlik modunu seçin.
– ‘SpectrumFormat’ -Linear, Power, PSD ve ESD arasında seçim yapın

Mod ve biçim değiştirilebilirken, spektral çözünürlük değiştirilemez. Spektral çözünürlüğü değiştirmek için verilerin orijinal zaman geçmişinden yeniden işlenmesi gerekir.

Uygulama hakkında sorularınız için DTA Mühendislik Test Bölümü mühendisleriyle iletişime geçebilirsiniz.

The post Güç Spektral Yoğunluğu (PSD) Nedir ? appeared first on Blog.

Hat sonu testi, tam araç veya alt bileşenlerin amaçlandığı gibi çalışıp çalışmadığını test etmek için kullanılan üretim aşamasına entegre edilmiş bir işlemdir. Test edilen ürünler, başarılı / başarısız kararını verebilmek için, önceden belirlenmiş bir dizi değerlendirmeye tabi tutulur. Aşağıdaki videoda bir motorun hat sonu testi gösterilmektedir.

Simcenter Anovis (Acoustic Noise and Vibration Signal Analyzer -Akustik Gürültü ve Titreşim Sinyal Analizörü), içten yanmalı motorların, transmisyon sistemlerinin ve elektrik motorlarının üretimi sırasında oluşan hataları otomatik olarak tespit eder.

Bu makale aşağıdakileri kapsamaktadır:
1. Anovis sistemine genel bakış
2. Anovis donanımı
3. Anovis yazılımı
4. Chameleon
5. Sensörler
6. Uygulamalar
7. Referans malzemesi

1.Simcenter Anovis Sistemine Genel Bakış

Simcenter Anovis sistemi (Şekil 1) bir dizi donanım ve yazılım bileşeninden oluşur:
– Anovis donanımı (bazen Sinyal Kayıt Cihazı olarak da adlandırılır)
– Anovis yazılımı
– Sinyal işleme yazılımı (Anovis Sinyal İşleme)
– Görselleştirme ve yapılandırma yazılımı (Anovis Sinyal Analizörü)
– Sensörler (Mikrofon, ivmeölçer ve lazer vibrometre)
– Test tezgahı etkileşimi için çeşitli arayüz modülleri

Simcenter Anovis, test tezgahları ile kolay entegrasyonu sayesinde, test tezgahı yazılımındaki birçok öğeden biri olarak davranır.

2.Simcenter Anovis Donanım

Anovis donanımı (Şekil 2), ivmeölçerler veya lazer vibrometrelerle titreşim, ses, dönme hızı, sıcaklık ve tork dahil olmak üzere büyük bant genişlikleri üzerinde çeşitli sensör verisini kaydeder.

Her kanala güç sağlayarak ICP sensörlerini destekler. Kanal sayısı ölçeklenebilir ve 19 inç rafa monte edilebilir bir ünitede veya kompakt bir DIN rayına monte edilebilir versiyon olarak mevcuttur. Donanım, Simcenter Anovis yazılımı ile sorunsuz bir şekilde entegre edilebilir.

3.Simcenter Anovis Yazılımı

Anovis yazılımı, belirli arızaları tespit etmeye yardımcı olan birçok objektif ses ve titreşim metriği içerir.

Anovis Sinyal İşleme, sinyal işleme işlevlerini sağlar. Normalde sensör kalibrasyonu veya kurulumun test edilmesi gibi amaçlar dışında, kullanıcı etkileşimi gerektirmez.

Simcenter Anovis Analizörü, Anovis sisteminin kullanıcı arayüzünü oluşturur. Verilerin görselleştirilmesi ve analizi Anovis Analyzer ile yapılır. Ayrıca test kurulumlarının oluşturulması için de kullanılır.

Simcenter Anovis Analizörü ve Sinyal İşleme her uygulamada kullanılır ve Anovis sisteminin standart unsurlarıdır.

4.Chameleon

Hat sonu kontrol sistemi üretim hattınakurulduktan sonra, kullanıcının, donanım ve yazılımla neredeyse hiç etkileşim olmadığı için, burada kullanılan NVH metrikleri, ürün geliştirmede kullanılan klasik NVH testlerinde kullanılanlarda farklıdır.

Devreye alma sırasında, olası hataları algılayan NVH tabanlı metrikler, Simcenter Anovis yazılımında kontrol özelliği olarak ayarlanır. Anovis,test tezgahındaki her öğeyi bu metriklere göre kontrol eder ve başarılı / başarısız kararları verir. Şüpheli bir öğe varsa, inceleme alanına gönderilecek şekilde sıralanır.

Ama bilinmeyen kusurlar ne olacak?

Motor üreticisinin, bir bileşeni değiştirerek bu motorda bir değişiklik yaptığını varsayalım. Üretici bunu yaparken aynı zamanda yeni bir hata oluşturmuş olabilir. Bu Simcenter Anovis ile nasıl tespit edilebilir?

Simcenter Anovis, daha önce bilinmeyen bu tür bir arızayı tespit edebilen Chameleon adlı güçlü bir araç sunuyor. Ana avantajı, adaptasyon için mevcut üretimden, etiketlenmemiş verileri kullanmasıdır.

Motorların çoğunun hatasız olduğu varsayılarak, Chameleon istatistiklere dayalı bir tolerans şeması oluşturur ve buna göre sapma gösterenölçümleri çıkarır. Böylece bu yeni tip arızaya sahip olan ürünlerin diğerlerinden otomatik ayrılması ve sonrasında kalite mühendisi tarafından hatanın kalite ile ilgili olup olmadığının incelenebilmesi sağlanmış olur.Eğer öyleyse, bu ölçülen verilere dayalı bir şekilde, çevrimdışı analiz kullanılarak, yeni bir kontrol metriği oluşturulabilir.

5.Sensörler

Farklı koşullarda en iyi şekilde çalışabilmek için Simcenter Anovis ile çeşitli algılayıcılar kullanılabilir.

– Mikrofon: Kusur, az titreşim oluşturuyor ancak çok gürültüye neden oluyorsa kullanılabilir. Örneğin, Kayışlı tahrik sistemleri.

– Prob uçlu Anovis ivmeölçer: motorlar veya şanzımanlar üzerinde

– Lazer vibrometre: alan sınırlamaları nedeniyle bir mikrofon veya prob ucu takılamadığında

– İvmeölçerler: en kritik bileşenlerini izlemek için rulmanlar ve şaftlar olmak üzere test tezgahına sabitlenebilir

6. Dönen Makinelerin Hat Sonu Test Uygulamaları

Şanzımanlar, içten yanmalı motorlar ve elektrik motorları dahil olmak üzere birçok farklı tipte döner sistem test edilebilir.

6.1. İçten Yanmalı Motorlar

Başarılı / başarısız kararları hem dizel hem de benzinli motorlarda yapılan soğuk testler ve sıcak testler sırasında alınabilir (Şekil 5).

Bir içten yanmalı motor için hata tanımı şu örnekleri içerir:

– Kam Mili: yüzey hataları, işleme izleri
– Valf dizisi: tıkırtı, çok büyük boşluk, arızalı HVA, yanlış monte edilmiş kam takipçisi / kam bırakıcı, arızalı kam takipçisi
– Membran pompası, yüksek basınç pompası: eksik itici, tahrik sorunları, yatak hataları
– Yağ pompası: diş kusurları, hatalı basınç kontrolü, yağ borusu tıkanıklığı
– Turbo şarj cihazı: hasarlar, geometri hataları
– Zamanlama tahriki: zincir sesleri, zincir gergisi arızaları, yanlış monte edilmiş zincir kılavuzu, zincir tekerleği hasarı, hizalanmamış zincir tekerlekleri
– Diş dişli tahrikleri: diş hasarı, yüzey kusurları, yanlış diş yan geometrisi, yanlış boşluk
– Dengeleme mili: senkronize olmama, tahrik sesleri
– Vakum pompası: yüzey hataları, çatlak izleri
– Piston, krank mili: gevşeme salınımı, biyel kolu boşluğu, parçacıklar

6.2. Aktarım sistemleri

Otomatik, CVT ve manuel şanzıman sistemlerinin arıza tanımlama örnekleri şunları içerir:
– Dişli sorunları: düz dişli ve konik dişli setlerinden dişli sesleri, dişli hataları, gizliorderlar (makine siparişleri)
– Rulman sorunları: rulman sesleri ve hasarları
– Diğer sorunlar: yağ pompalarından kaynaklanan gürültü, vites değiştirme sesleri, yük değiştirme sesleri, dengesizlikler ve dönüş açısı analizi

6.3. Elektrikli Sürücüler

Simcenter Anovis ayrıca koltuk motorları, pencere kaldırma motorları, kapı kilit motorları, elektrikli direksiyon motorları, AC aktüatör motorları, silecek motorları ve beyaz eşya gibi motorlu tahrik mekanizmalarına sahip modüllerin anormalliklerini de tanımlar.

Hata örnekleri:
– Dengesizlik
– Yatak sesleri, yatak hataları
– Rotor titreşimleri
– Eksantriklik, rotorun yuvarlanması
– Mıknatıs eşleştirme
– Dişli ağları ve hasarlı dişli dişleri gibi dişli kusurları

7.Referans Materyal

Daha fazla bilgi için broşürü inceleyin.

Uygulama hakkında sorularınız için DTA Mühendislik Test Bölümü mühendisleriyle iletişime geçebilirsiniz.

The post Hat Sonu Kalite Kontrol Testi – Siemens Simcenter Anovis appeared first on Blog.

Titreşim kontrol testi, sahada veya laboratuvarda karşılaşılan eşdeğer titreşim veya şok ortamının yeniden üretilmesidir. Bu testler genellikle, Şekil l’de gösterildiği gibi, sarsıcı olarak da bilinen elektrodinamik bir tahrik sistemi üzerinde gerçekleştirilir. Test numunesinin önemli konumlardaki titreşim seviyeleri, bir titreşim kontrol sistemi kullanılarak kontrol edilir ve izlenir.

Fiziksel bir test numunesi, testin Şekil 2’de gösterildiği gibi kontrol edilebildiği bir laboratuvar ortamında, kullanım şartlarında karşılaşacağı eşdeğer titreşim seviyelerine maruz kalır.

Titreşim kontrol testleri, bir ürünün aşırı ortamlarda düzgün çalışmasını sağlamak için yapılan büyük bir çevresel test grubunun bir parçasıdır. Titreşim ve şok testlerinin yanı sıra çevresel testler şunları içerir:

– Nem
– Yüksek ve Düşük Sıcaklıklar
– Rakım
– Akustik
– Güneş radyasyonu
– Elektromanyetik Girişim (EMI)
– Kum ve Tuz

Bazen bu testler birleştirilir, örneğin, titreşim testi Şekil 3’te gösterildiği gibi bir iklimlendirme odası ile birleştirilebilir.

Titreşim kontrol testleri, uçak kalkış/iniş, roket fırlatma ve engebeli arazide taşıma vb. gibi olayları yeniden simüle etmek için kullanılır. Ek olarak, işçilik sorunlarını taramak, erken hataları yakalamak ve analitik modelleri geliştirmek için de titreşim testleri kullanılır.
Laboratuvar ortamında titreşim testi yapmanın saha testine göre birçok avantajı vardır:

– Daha Hızlı ve Tekrarlanabilir – laboratuvar ortamında bir test gerçekleştirilerek titreşim, saha testlerinden daha hızlı ve daha tutarlı bir şekilde üretilebilir.
– Daha Fazla Bilgi – laboratuvar testlerinin gerçekleştirilmesi saha testlerinden daha kolaydır, bu da ürünün ömrünü optimize etmeye çalışan tasarım ekipleri için daha fazla bilgi verebilir.

Titreşimi yeniden oluşturmak için, belirli parçalardan oluşan bir sarsıcı kontrol sistemi kullanılır.

Titreşim Kontrol Sistemi

Tipik bir titreşim kontrol sistemi, Şekil 4’te gösterildiği gibi birkaç farklı elemandan oluşur.

Titreşim kontrol sistemindeki her elemanın belirli bir amacı vardır:

Titreşim Kontrol Cihazı

– Simcenter Testlab Yazılımı – Testi yönetmek ve istenen titreşim seviyelerini yeniden oluşturmak için gereken çıkışı belirlerken kullanılan yazılım. Simcenter Testlab önceden LMS Test.Lab olarak adlandırılıyordu.

– Veri Toplama Sistemi (SCADAS) – Veri toplama sistemi, ivmeölçerlerden gelen analog sinyali dijital sinyale dönüştürmek için kullanılır ve dönüştürülen sinyal bilgisayara gönderir. Bunun yanında belirli seviyelerde titreşimi yeniden oluşturmak için amplifikatöre analog sinyal çıkışının yapılmasını sağlar.

Sarsıcı Sistemi

– Amplifikatör – Sarsıcı kapasitesi, test öğesinin ağırlığı ve hedef titreşim seviyelerine bağlı olarak, kontro cihazından alınan sinyali, yüksek bir voltaj veya akım seviyesiyle sarsıcıyı sürmek için kullanılır.

– Sarsıcı – Titreşimi yeniden oluşturmak için hareketli bir kütleye sahip elektrodinamik veya hidrolik cihazdır. Sarsıcıların, farklı eksenlerde test yapılmasını sağlayan dikey ve yatay sarsıcı tablaları vardır (Şekil 5).

– Çoklu Giriş ve Çoklu Çıkış – Aynı anda bir eksen yerine birden fazla ekseni test etmek için sarsıcı konfigürasyonları. Bir ürün aynı anda dikey ve yanal eksenlerde test edilebilir. Bu üç farklı testi tek seferde yaparak 3 kat zaman tasarrufu yapmanıza olanak sağlar.

– Sarsıcı Kuvvet Derecesi ve Limitleri – Sarsıcılar genellikle, maksimum test numunesinin kütlesine, armatür kütlesine ve gerekli ivmeye dayalı bir kuvvet derecesine sahiptir. Sarsıcılar ayrıca kapasitesine göre maksimum yer değiştirme, hız ve frekansa sahiptir. Test numunesinin büyüklüğüne ve istenen titreşim seviyelerine bağlı olarak, limitlere uygun olmayan bir sarsıcı istenen titreşim seviyelerini üretemez.

– Sarsıcı Fikstürleri – Fikstür, test numunelerini sarsıcıya monte edilmesini sağlar. Genellikle sarsıcının montaj yüzeyini genişletmek için bir genişletme başlığı kullanılır. İdeal olarak, ilk fikstür rezonansı yapılan test profilindeki maksimum frekansın üzerinde olmalıdır (Şekil 7).

Test Profili ve Sensörler

İvmeölçerler

– Kontrol – Gerekli titreşim seviyelerini oluşturmak için kontrol ivmeölçeri kullanılır. Bu ivmeölçer bir veya daha fazla olabilir. Hassasiyet, beklenen maksimum titreşim seviyelerine göre seçilmelidir. Düşük seviyeli titreşim testlerinde 100 mV/g hassasiyetli ivmeölçer gerekirken, yüksek seviyeli titreşim testlerinde 10 mV/g hassasiyete sahip ivmeölçer gerekebilir. Kontrolcüye giden kablo uzunlukları da dikkate alınmalıdır.

– Ölçüm Kanalları – Yapının önemli kısımlarındaki titreşimi ölçmek için kullanılır. Genellikle yardımcı kanallar olarak adlandırılır.

Test Nesnesi

– Montaj – Test nesnesi, normal şartlarda nasıl monte ediliyorsa yansıtmak için sarsıcı fikstürüne monte edilmelidir.

– Eksen/Yön – Test nesnesi üç eksen için de ayrı ayrı veya çoklu sarsıcı sistemleriyle üç ekseni de aynı anda titreşimle simüle edilebilir.

– Test Nesnesinin Konumlandırılması – İstenmeyen kuvvet momentlerinden kaçınmak için toplam kütlelerin ağırlık merkezi, sarsıcı sisteminin ağırlık merkezinin üzerine yerleştirilmelidir.

Yukarıda bahsettiğimiz bileşenler, Şekil 8’de gösterildiği gibi bir sistem oluşturularak kullanılır.

Tüm sistemin (kontrolcü, amplifikatörler, sensörler, sarsıcı, test nesneleri, …) düzgün çalıştığından ve monte edildiğinden emin olmak için genellikle bir titreşim testi yapılmadan önce yazılım tarafından otomatik kontrol testi (selfcheck) yapılır.

Bir sonraki bölümde anlatıldığı gibi sinüs, rastgele ve şok dahil olmak üzere farklı titreşim profilleri vardır.

Titreşim Kontrol Profilleri

Bir sarsıcı sistemi tarafından üretilen en yaygın titreşim profilleri sinüs, rastgele ve şoktur. Aslında rastgele ve sinüs kontrol testleri, tüm çevresel simülasyon testlerinin %70’inden fazlasını oluşturmaktadır.

Rastgele Kontrol

Rastgele bir titreşim testinde, Şekil 9’da gösterildiği gibi çok çeşitli frekanslar aynı anda uyarılır ve ölçülür. Operasyonel serviste test numunesine uygulanan titreşimin çoğunluğu spektral içerikte genişbanttır. Yani, titreşim, değişen genliklerle geniş bir frekans aralığında uygulanır. Titreşim genlikleri rastgele, periyodik veya rastgele ve periyodik gibi bir kombinasyon olarak değişebilir.

Tipik olarak, hedef titreşim, referans profili olarak Güç Spektral Yoğunluk (PSD) fonksiyonu kullanılır. Rastgele titreşim genellikle düşük genlikte çok sayıda döngünün ömür etkisi için kullanılır. Yaygın test nesneleri, elektronik devre kartları, havacılık elektronik sistemlerinin kutuları, füze ve uzay aracı gibi bileşenleri içerir.

Rastgele Kontrol hakkında daha fazla ayrıntıyı aşağıdaki linkte bulabilirsiniz:
– Rastgele Kontrol: Döngü Başına Ortalamalar, Frekans Çözünürlüğü, Ağırlıklandırma ve Serbestlik Derecesi

Basıklık Kontrolü ile Rastgele

Tüm titreşimler Gaussian fonksiyonuna göre rastgele dağıtıldığından, Şekil 10’da gösterildiği gibi zaman alanındaki pikler artabilir veya azalabilir. Rastgele sinyalin basıklığını kontrol ederek, titreşim genliklerinin olasılık dağılımı kontrol edilir.

Basıklık istatistiği, Şekil 10’da gösterildiği gibi rastgele titreşimdeki pik veya ani değerlerin seviyelerini ölçmek için kullanılır. Basıklık sıfıra eşit olduğunda, daha az pikler vardır ve rastgele titreşim, Gauss fonksiyonundaki rastgele dağılımına yakındır. Basıklıktaki değeri sıfırdan arttıkça pik seviyeleri de artar.

Sinüs Kontrolü

Sinüs titreşimi ivme ve frekans olarak ifade edilir. Sinüs titreşiminin baskın olduğu profil, temel bir frekans ve bu frekansın harmonikleri (katları) ile tanımlanır. Genellikle birden fazla temel frekans olacaktır. Her temel frekans harmoniklerini üretecektir.

Bazı durumlarda normal şartlardaki titreşim ortamı (örneğin düşük performanslı pervaneli uçaklar ve helikopterler), temelde sinüzoidal ve çok düşük geniş bantlı bir arka plana sahip tahrik içerir. Tahrik, motor dönüş hızlarından, pervane ve türbin kanadının geçiş frekanslarından, rotor kanadının geçişinden ve bunların harmoniklerinden kaynaklanır.

Sinüs Kontrolü hakkında daha fazla bilgiyi aşağıdaki linklerden bulabilirsiniz:
– Sinüs Kontrol: Kapalı Döngü Kontrol Parametrleri
– Sinüs Kontrol: Bir Referansa Göre Kesme (Notching)
– Sinüs Kontrol: Tahmin Metodları

Sinüs Beklemeli Kontrol

Bazen sönümleme ve olası rezonans frekans kaymaları üzerindeki etkilerini incelemek için bir yapının uzun süre rezonans frekanslarında tahrik edilmesi istenebilir. Sinüs Bekleme testi genellikle uçak motor kanatlarında, güç üretim türbinlerinde ve titreşim izolatörlerinde yapılır.

Şok

Şok testleri, test edilen numunenin kullanma, nakliye ve çalışma ortamlarında karşılaşılan geçici durumlara fiziksel ve işlevsel olarak dayanabileceğine dair bir güven derecesi sağlamak için yapılır.

Şok testleri için mevcut prosedürler şunları içerir:
– Fonksiyonel Şok
– Paketlenecek malzeme
– Kırılganlık
– Transit Düşme
– Çarpışma Tehlikesi Şok Testi
– Tezgah Kullanımı
– Sarkaç Darbesi
– Fırlatma / İndirme

Simüle edilecek ortama bağlı olarak klasik şok veya şok tepki spektrumu(SRS) yöntemi seçilecektir. Genellikle yarım sinüs, testere dişi, kare dalga ve trapezoidal olarak klasik darbeler şeklinde sarsıcı sistemi üzerinde ugulanır.

Şok testi olarak bir Şok Tepki Spektrumu (SRS) kullanmak da oldukça yaygındır. Şok Tepki Spektrumu (SRS), birden fazla Tek Serbestlik Dereceli (SDOF) sistemin (bir yay üzerindeki kütle gibi) tanımlı bir frekans bant genişliği üzerindeki geçici ivmeye nasıl tepki vereceğini temsil eder.

SRS tabanlı şok kontrol sürecindeki tipik bir adım bir Şok Tepki Analizidir. Sarsıcı limitlerine uygun eşdeğer bir zaman verisi üretmek için bir dalgacık ayrışması gerçekleştirilir.

Karma Modlar – Bazı durumlarda, titreşim ortamı pistonlu veya dönen yapılardan ve mekanizmalardan (örneğin rotor kanatları, pervaneler, pistonlar, silah sesleri) yarı-periyodik tahrik olarak karakterize edilir. Bu tahrik biçimi baskın olduğunda, kaynakta bekleme titreşimi uygundur. Kaynakta bekleme, geniş bantta rastgele titreşim ile karakterize edilir, daha yüksek seviye dar bant rastgele veya sinüzoidal titreşim üst üste bindirilir.

– Rastgele içinde Sinüs – Motorun ürettiği gibi bazı titreşim ortamları hem sinüzoidal periyodik bileşene hem de rastgele bir bileşene sahip olabilir.

– Rastgele içinde Rastgele – Bazı ürünler, paletli bir araç olan buldozer (Şekil 15) veya traktör gibi rastgele içinde rastgele titreşim üretir.

Zaman Dalga Formu Tekrarlaması (TWR)

Zaman dalga formu testi, laboratuvarda ölçülen veya analitik olarak belirlenen zaman verilerinin tek bir uyarıcı ile tek bir yönde tekrarlanmasından oluşur. Ortamın spektral ve zamansal özelliklerini doğru bir şekilde korumak için yapılır.

Yakın zamana kadar, zaman ve hatta frekans alanında değişen ortamlarının ölçülen örneklerini temsil eden zaman izlerinin kopyalanması ya da her iki zaman / frekans varyasyonunun bir kombinasyonu, yaygın olarak bulunan sarsıcı kontrol sistemi yazılımı kullanılarak mümkün değildi. Daha güçlü veri toplama donanım/yazılımlarının ortaya çıkışı ile gelişmiş kontrol stratejilerinin uygulanması, zamana göre değişen test verilerinin genişletilmiş tek bir sarsıcı üzerinde uygun şekilde tekrarlanmasına yol açmıştır. TWR test metodolojisi “test uyarlama” kavramını güçlü bir şekilde yansıtmaktadır.

MIMO Kontrol

Çoklu giriş ve çoklu çıkış titreşimi (MIMO), bir MDOF sistemde sarsıcı sistem konfigürasyonuna çoklu sürücü sinyallerinin girişini ve Şekil 17’de gösterildiği gibi bir MDOF konfigürasyonundaki fikstür veya test öğesinden çoklu ölçülen çıkışları ifade eder.

Genellikle giriş ve çıkışlar arasında bire bir uygunluk olmadığı ve girişlerin sayısı ile çıkışların sayısının farklı olabileceğini belirtmek önemlidir. MIMO Control iki farklı uygulamada kullanılır:

– Çoklu Sarsıcı / Tek Eksenli (MESA) – test öğesine tek eksende dinamik girdi sağlayan çoklu sarsıcıların uygulanması. Örneğin, uzun bir füze, tek bir eksende ön ve arka uçlarından uyarma gerektirebilir.

– Çoklu Sarsıcı / Çok Eksenli (MEMA) – tahrik ve ölçüm için tek bir eksenden daha fazlasını gerektiren bir şekilde test numunesine dinamik girdi sağlayan çoklu sarsıcıların uygulanması. Tipik olarak bir MEMA, testi tanımlamak için üç eksende de girdi gerektirir.

Akustik Kontrol

Akustik kontrolde, çınlama odasında yaygın bir ses alanı üretilir. Normalde geniş bantta rastgele tahrik sağlanır ve referans spektrumu şekillendirilir. Bu test, uzay araçları, fırlatma araçları, enerji santralleri ve diğer yüksek yoğunluklu akustik kaynakları gibi bir gürültülü alanda çalışması gereken malzeme veya yapılara uygulanabilir.

Bu test, 100 Hz’nin üzerindeki titreşimi uyarmak için etkili bir araçtır. Numunede akustik enerji kullanarak mekanik bir titreşim testini tamamlamak için de uygulanabilir.

Doğrudan Alan Akustik Gürültü (DFAN) Testi

ABD’de DFAN olarak da adlandırılan Doğrudan Alan Akustik Gürültü yöntemi geliştirilmiştir ve günümüzde kısmen uyduların ve bileşenlerinin nitelendirilmesi için kullanılmaktadır. Bir testte gerekli ses alanını üretebilen hoparlörlerin ve amplifikatörlerin mevcudiyeti, doğrudan alan akustik uyarma yönteminin geliştirilmesini mümkün kılmıştır.

Bir DFAN testinde, numune bir hoparlör çemberinin ortasına yerleştirilir ve doğrudan akustik bir alan tarafından uyarılır. Modern hoparlörler ve amplifikatörler, hedef genel ses basıncı seviyesini (OASPL) elde etmek için gerekli yüksek desibelleri sağlar. DFAN testi sırasında numune üzerinde ölçülen titreşim seviyeleri, yankılanan alandaki akustik uyarımı ile ölçülenlerle karşılaştırılabilir.
Daha fazla bilgi için: Doğrudan Alan Akustik Gürültü (DFAN) Testi

Uygulamalar

Titreşim kontrol testi, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli imal edilen ürünlerin ömrünü belirlemek ve geliştirmek için birçok farklı endüstri tarafından kullanılır:

Askeri

Askeri teçhizat, kullanım halindeyken yoğun çevre koşullarında hayatta kalmalıdır. Askeri standartlar, ticari ürünlerin test edilmesinde bile sıklıkla kullanılır. Askeri çevre standardı MIL-STD 810, ilk kapsamlı titreşim standartlarından biriydi ve genellikle endüstri çapında anılmaktadır.

Askeri ekipmanları test ederken, tüm birimleri için kesinlikle testin yapılması gerekmektedir.
MIL-STD 810 standardının son revizyonunu burada bulabilirsiniz.

Uzay aracı

Fırlatma sırasında ve uzayda uydular, fırlatmadan önce kapsamlı test ve doğrulama gerektiren fazlaca titreşim ve şoka maruz kalırlar.

Uydular, titreşim testleri sırasında birkaç farklı test türüne tabidir:
– Pyroshock – Roketin ayrılma evresi, güneş panelinin açılması, antenler
– Akustik – Fırlatma simülasyonu (Çınlama ve DFAN)

Taşımacılık

Nakliye sırasında bir ürün aşırı titreşim ve şoka maruz kalabilir. Hazır ticari ürünler de dahil olmak üzere her şey aşırı hayatta kalma testinden geçmelidir. Bu, ambalajın içindeki ürünün veya nesnenin test edilmesini içerir.

Ticari mallar

Nakliyeden sonra kutudan çıkarmak ve uzun vadeli güvenilirliği korumak için giderek daha fazla üretici, işçilik sorunlarını bulmak ve teslimattan önce erken arızalar oluşturmak için çevresel testlerden faydalanmaktadır.

Elektronik

Ticari ve ticari olmayan elektronik cihazlar da talep üzerine çalışmalıdır. Karmaşık devre kartları, havacılık elektronik sistemlerinin kutuları, araba eğlence sistemleri, hava yastıkları, saha iletişim sistemleri, cep telefonları, bilgisayarlar, televizyonlar… teslimattan önce bir tür titreşim ve şoka maruz kalırlar.

Çevresel Test Standartları Sözlüğü

Savunma ve Uzay Standartları:
– MIL-STD 810G – ABD Savunma ve yağmur, titreşim, toz, nem, aşırı sıcaklıklar, şok ve tuz gibi çok çeşitli çevresel koşulları kapsayan 28 test yöntemi.
– MIL-DTL-901E – Gemi şok testi
– MIL-STD-331 – Simüle edilmiş fırlatma / iniş
– MIL 167 – Askeri Standart, mekanik. gemi ekipmanı titreşimleri
– NAVMAT P-9492 – Sıcaklık Döngüsü ve Rastgele Titreşim
– NASA-HDBK-7005, 2001 Dinamik Çevresel Kriterler, NASA Teknik El Kitabı
– NASA-HDBK-7004, 2003 Kuvvet Sınırlı Titreşim Testi, NASA Teknik El Kitabı

ASTM Standartları:
– ASTM D999 – Nakliye konteynırlarının titreşim testi
– ASTM D3580 – Ürünlerin titreşim (dikey sinüzoidal hareket) testi
– ASTM D4728 – Nakliye konteynırlarının rastgele titreşim testi

ISO Standartları:
– ISO 2247 – Sabit düşük frekansta titreşim testi
– ISO 8318 – Sinüzoidal değişken frekans kullanan titreşim testleri
– ISO 9022-10 – Kombine sinüzoidal Titreşim, kuru ısı veya soğuk
– ISO 9022-15 – Kombine rastgele titreşim geniş bant: tekrarlanabilirlik ortamı, kuru ısı veya soğuk
– ISO 9022-19 – Sinüzoidal veya rastgele titreşim ile birleştirilmiş sıcaklık döngüleri
– ISO 16750-3 – Otomotiv elektroniği

Diğer Standartlar:
– IEC 60068-2-64 – Çevresel Test: Bölüm II, yöntemler, titreşim, geniş bant rastgele
– DO-160 – Havadaki Ekipmanlar için Çevresel Koşullar ve Test Prosedürleri
– EIA-RS-186 – Pasif elektronik bileşen parçaları- Yöntem 8- Titreşim, Yüksek Frekans
– JIS C0040 – Çevre. Testler Bölüm II: Testler, Test Fc ve Yönlendirme: Titreşim (sinüzoidal)
– AC-156 – Deprem
– 22-A11B-HAST
– RTCA DO-160 – Havacılık Radyo Teknik Komisyonu (RTCA) DO-160, Havadaki Ekipmanlar için Çevre Koşulları ve Test Prosedürlerini yayınladı
– ETS 300 019-2-0 – Telekom ekipman taşımacılığı

Uygulama hakkında sorularınız için DTA Mühendislik Test Bölümü mühendisleriyle iletişime geçebilirsiniz.

The post Titreşim Testi Nedir? appeared first on Blog.

Doğal Frekans: Tüm fiziksel yapılar doğal frekanslara sahiptir. Bunlar, yapının belirli dış kuvvetlere maruz kaldığında titreşme eğilimi gösteren frekanslardır. Bu frekanslar yapı içinde kütle ve katılığın (stiffness) dağılma şekline bağlıdır.

Rezonans: Rezonans, dinamik bir kuvvetin bir yapıyı doğal frekansında titreşmeye ittiği bir olgudur. Bir yapı rezonansta olduğunda, küçük bir kuvvet büyük bir titreşim cevabı üretebilir.

Bu pratikte ne anlama geliyor? Fiziksel bir nesneye dinamik bir kuvvet uygulandığında, titreşir. Nesnenin doğal frekansında bir kuvvet uygulandığında, rezonansa girer ve daha yüksek bir genlik titreşim cevabıoluşur.

Gitarla bir benzetme yardımcı olabilir. Bir gitar teline vurulduğunda, her seferinde aynı ses çıkar. Bu, doğal frekansta titreşen gitar telidir! Doğal frekans, nesnenin kendisinin bir özelliğidir: ne kadar sert veya nerede vurulduğundan bağımsız olarak her zaman aynı frekansta titreşir.

Tüm fiziksel nesnelerin birden fazla doğal frekansı vardır ve doğru koşullar altında rezonansa sokulabilir. Bazen doğal frekanslar, nesneye etki eden ve titreşim yaratan dış kuvvetler tarafından uyarılır. Bu titreşimler o kadar küçük olabilir ki, insan gözü tarafından görülemezler. Bazen, Şekil 1’de görüldüğü gibi oldukça büyük ve kolayca gözlemlenebilirler.

Rezonans rahatsızlığa neden olabilir (rezonansın neden olduğu direksiyondaki titreşim) veya felakete neden olabilir (uçak kanadının rezonansa girmesi gibi).

Tek Serbestlik Dereceli Sistem Örneği (SDOF)

Bir kütle-yay-damper sistemi, gerçek dünyadaki nesnelerde doğal frekansları ve rezonans davranışlarını anlamak için yararlı olan basitleştirilmiş bir sunumdur.

Bu, Tek Bir Serbestlik Dereceli (SDOF) sistem olarak adlandırılır, çünkü yalnızca bir doğal frekans / titreşim moduna sahiptir. Gerçek dünyada bir nesnesinin birçok doğal frekansı vardır.

Kütle yay damper sisteminin bir diyagramı Şekil 2’de gösterilmektedir.

Sistem şunlardan oluşur:
– Kütle (m)
– Katılık (k)
– Sönüm (c)

Doğal frekans (wn) Denklem 1 ile tanımlanır.

Doğal frekans, nesnenin doğal bir özelliğidir. Doğal frekansın değiştirilebileceği sadece iki yol vardır: ya kütleyi değiştirin ya da katılığı değiştirin.

Genlik Cevabı

Nesneye bir kuvvet (f) uygulanabilir ve frekans yanıtı, deplasman (x) ve ivme (a) olarak, Şekil 3’te gösterildiği gibi çizilebilir. Buna Frekans CevapFonksiyonu (FRF) denir.

Kütlenin en büyük yer değiştirmesi / ivmesi sistemin doğal frekansında gerçekleşir. Diğer genlik yanıtı gözlemleri şunları içerir:
– ComplianceGrafiği -Rezonans pikinin altında, cevabın genliği neredeyse sabittir, yaklaşık 1 / k’dır. Bu, kuvvetin,yay sabiti ve yer değiştirmenin çarpımına (f = kx) eşit olduğu Hooke yasasından gelir. Rezonans frekansının altında, sistemin tepkisinin yay sabitinetarafından kontrol edildiği söylenebilir
– AcceleranceGrafiği -Rezonans pikinin üstünde genlik, Şekil 3’te gösterildiği gibineredeyse 1 / m (faz hesaplanırsa gerçekte -1 / m) sabit bir değerdir. Bu davranış, kuvvetin kütlenin ürünü olduğu Newton’un ikinci yasasından kaynaklanmaktadır(f = ma). Rezonans frekansının üstünde, sistemin tepkisinin kütle tarafından kontrol edildiği söylenebilir.

Bu yay sabiti veya kütle bölgeleri hakkında bilgi sahibi olmak, rezonanstan uzakta titreşim seviyelerini azaltmada faydalı olabilir.

Faz Cevabı

Kuvvetin hareketli bir tabandan uygulanması ve kütle tepkisinin gözlenmesi, Şekil 4’te gösterildiği gibi bazı ilginç faz ilişkilerini verir.

Aşağıdakiler gözlemlenebilir:
– Doğal frekansın altında, base ve kütle faz halinde birlikte hareket eder.
– Doğal frekansta, base ve kütle 90 derece birbirinden ayrılır, bu da yüksek titreşim seviyelerine neden olan bir tür “bucking” hareketi yaratır.
– Rezonans frekansının üstünde, base ve kütle fazdan çıkar.

Arabalardan uçaklara ve çamaşır makinelerine kadar gerçek dünyadaki nesneler, bir kütle, katılık ve sönümleme öğeleri koleksiyonu olarak düşünülebilir. Bu yapıların birçok doğal frekansları vardır. Doğal frekansların sanal olarak hesaplanmasında kullanılan sonlu elemanlar modelleri bu yaklaşımı kullanır. Modeller kütle (kütle yoğunluğu) ve katılıktan (Young modülü) oluşan bir elemanlar koleksiyonundan oluşur.

Sönümleme

Sönümleme, bir sistemin doğal olarak enerjiyi dağıtma şeklidir. Gitar örneğini bir daha düşünün: Gitar teli titredikten sonra sonsuza dek salınıyor mu? Hayır! Enerji, telintitredikten sonra sönümlenmesine neden olan sürtünme ve ses şeklinde dağıtılır.

Önceki bölümde ele alınan tek serbestlik derecesindeki örnekte, Şekil 5’te gösterildiği gibi hiç sönümleyici (c) yoksa kütle yay sistemi (m ve k) sonsuza kadar hareket halinde kalacaktır.

Sönümleme (c) ne kadar yüksek olursa, sistem yanıtı o kadar çabuk sıfıra düşer. Rezonans frekansındaki sistem tepki genliği, artan sönümleme ile azaltılır. Rezonans frekansında, sistem cevabında sönümlemenin egemen olduğu söylenebilir.

Mod Şekilleri

SDOF örnek sisteminin bir doğal frekansı vardır. Gerçek dünyadaki yapılar daha karmaşıktır ve birden fazla serbestlik derecesine (MDOF) sahiptir. Sonuç olarak, gerçek dünya yapılarının birçok doğal frekansı vardır. Yapı, bu doğal frekansların her birinde farklı titreşir. Belirli bir frekansta nasıl hareket ettiğine mod şekli denir.

Uçağın iki modu (birçok moddan seçilen) Şekil 6’da gösterilmiştir. Her mod şekli benzersizdir ve uçağın farklı kısımları bu moda katılır.

Modları ve mod şekillerini anlamak neden önemlidir?Mod şekilleri, bir yapının doğal frekanslarında çalışırken nasıl davrandığına dair değerli bilgiler verir. Şekil, mühendise titreşim tepkisini azaltmak için bir yapıyı nereden kısıtlayacağını / değiştireceğini veya doğal frekansın, nasıl bir uyarma frekansı ile çakışmayacak şekilde değiştirileceğini gösterebilir.

Şekil 6’da,örneğin, kuyruk kanadı modunun (sağ taraf) doğal frekansını değiştirmek için modife edilmesi gerekir. Uçağın burnunun değiştirilmesinin doğal frekans üzerinde hiçbir etkisi olmaz. Şekil, dinamik bir sorunun nasıl çözüleceğine dair fikir verir.

Daha yüksek frekanslarda, genel olarak konuşursak, modlarglobal değil, doğal olarak yerel hale gelir. Global modda, tüm yapı katılır (Şekil 6’da soldaki mod şekli), yerel modda ise yapının sadece bir kısmı katılır (Şekil 6’da sağdaki mod şekli).

Mod şekillerinin Şekil 7’de görüldüğü gibi daha yüksek doğal frekanslarda daha karmaşık hale gelmesi de tipiktir.

Modların daha yüksek frekanslarda daha karmaşık ve lokalize olması, yapısal dinamik simülasyonlar ve testler için sonuçlar doğurur. Simülasyonlar daha ince bir mesh ve daha fazla eleman gerektirir, bu da çözüm sürelerini artırır. Testler yapı üzerinde daha fazla konumun ölçülmesini gerektirecektir.

Rezonans Etkilerini Azaltma

Mekanik rezonansın ne kadar yıkıcı olabileceğini bilmek, bundan kaçınmak için ne yapılabilir? Seçenekler şunları içerir:
– Kütle/katılık modifikasyonları
– Sönümleme değişiklikleri
– Ayarlı kütle sönümleyiciler

Kütle ve Katılık Düzeltmeleri

Rezonansı önlemek için, yapıya uygulanan zorlama frekansı doğal frekansta veya ona yakın olmamalıdır. Zorlama frekansı değiştirilemezse, yapının doğal frekansının değiştirilmesi gerekir. Bu sadece kütle veya katılık değiştirilerek yapılabilir (bakınız Denklem 1).

Gitar, bir sistemin kütlesini veya sertliğini değiştirmenin doğal frekansı nasıl etkilediğine iyi bir örnektir. Bir gitardaki teller farklı kalınlıklara sahiptir. Daha düşük notalar üreten dize, daha yüksek nota (daha az kütle) üretenlerden daha kalındır (daha fazla kütle). Bir gitar telinin kütlesi arttıkça, doğal frekans azalır (Şekil 8).

Bir gitarı ayarlarken, telleri sıkmak veya gevşetmek için gitardaki mandal / düğmeler döndürülür. Bir telin sıkılması, doğal frekansı yükselterek sertliği arttırır.

Bir yapıda, doğal frekansı zorlama frekansının üzerine yerleştirmek için sertliğin arttırılması titreşimin azaltılmasına yardımcı olur.

Sönümleme Düzeltmeleri

Doğal bir frekansta veya yakınında çalışırken titreşimin şiddetini azaltmak için sönümleme eklenebilir. Aşağıdaki grafik (Şekil 9) sönümleme arttıkça sistem cevabının genlikteki azalmasını göstermektedir.

Sönümleme işlemleri genellikle titreşimi azaltmak için kullanılır. Örneğin, Londra’daki Milenyum Köprüsü gibi birçok büyük köprüde titreşimi kontrol etmek için akışkan viskoz damperler bulunur (Şekil 10).

Milenyum Köprüsü 10 Haziran 2000’de halka açıldı. Yaya trafiğinden kaynaklanan aşırı titreşim nedeniyle, iki gün sonra kapatıldı, 37 sıvı viskoz damperle güçlendirme yapıldı ve 22 Şubat 2002’de yeniden açıldı.

Ayarlı Sönümleyiciler

Dinamik bir sistemdeki titreşim genliğini azaltmak için ayarlanmış bir kütle yaylı damper sistemi kullanılabilir. Ayarlanmış bir kütle damper modifikasyonu, mevcut bir sistemin doğal frekansına “ayarlanmış” ek bir kütle yay sistemi eklenerek oluşturulur (Şekil 11).

Ayarlanmış bir sönümleyiciyi (m2, k2) mevcut bir sisteme (m1, k1) uygulamak, Şekil 12’de gösterildiği gibi iki etkiye sahiptir:
– Orijinal sistemin orijinal doğal frekansında, ayarlanmış ek kütle yaylı damper sistemi titreşir, ancak orijinal sistem hareket etmez.
– Orijinal doğal frekans ikiye ayrılır. Orijinal ve ayarlı sistemin fazda olduğu bir titreşim modu ve orijinal ve ayarlı sistemlerin faz dışı olduğu bir mod. Faz içi mod, orijinal sistemin doğal frekansından daha düşük bir frekanstadır, faz dışı mod ise orijinal sistemin doğal frekansından daha yüksek bir frekanstadır.

Etkiler yalnızca ayarlanan sönümleyici frekansı orijinal sistem frekansına eşit olduğunda mümkündür.

Bu titreşimi nasıl azaltır? Motor rölanti kuvvetlerinin bükülme rezonansını harekete geçirdiği bir araç karoseri modunu düşünün. Tampon, ayarlanmış kütle yay sistemine dönüştürülebilir, böylece bükme modunu titreştirebilir ve iptal edebilir. Tampon rölantide titreyecek, ancak gövde, sürücü tarafından hissedilen titreşimi azaltacaktır. Yeni oluşturulan faz içi mod, boştaki titreşimin altında olduğu için uyarılmayacaktır. Rölantide uyarılan orijinal frekanstan daha yüksek olan faz dışı modu, işletimde sıklıkla kullanılmayan bir motor hızına ayarlanabilir.

Ayarlanmış bir sönümleyici yaklaşımının faydalarından biri, yapıdaki ek kütle ve katılık değişikliklerinin minimum olabileceğidir. Araç tampon örneğinde, tamponun kütlesi zaten yapının bir parçasıydı. Tampona yay / katılık elemanları eklemek, aracın toplam ağırlığında minimum bir değişiklik yapacaktır.

Ayarlı dinamik sönümleyiciler, binalarda sallanan titreşimi azaltmak için de kullanılır. Taipei 101 gökdelen, 660 metrik ton (730 kısa ton) ile dünyanın en büyük ve en ağır ayarlı kütle amortisörlerini içerir. Damper, binanın sallanma moduna ayarlanmıştır (Şekil 13).

Ayarlanan sönümleyici, halk tarafından gökdelenin üstündeki bir kapalı gözlem güvertesinde görülebilir. İnşa edilmesi yaklaşık 4 milyon dolara mal olmuştur.

Rezonans Örnekleri

Broughton Bridge

1831’de İngiltere’deki Broughton asma köprüsü (Şekil 14), adım adım yürüyen bir asker birliği geçtiğinde çöktü.

Köprü, askerlerin yürüyüş sıklığına yakın doğal bir frekansa sahipti ve şiddetle titremeye başladı. Bu, destek zincirlerinden birinde bir cıvatanın bozulmasına neden oldu ve bu da köprünün çökmesine neden oldu.

Uçakta Çarpıntı

Herhangi bir uçağın uçuş envelopu(Mach hızı ve rakımı), kanatların rezonans frekansları ve gövde yapısı ile belirlenir. Uçak çok hızlı giderse, aerodinamik kuvvetler doğal hava frekanslarını uyararak bir uçağın içinde çarpıntı (flutter) olarak adlandırılan bir rezonansa neden olabilir (Şekil 15).

Beating Sound

Sürüş sırasında arka camları aşağı indirdiniz ve beatingsesi duydunuz mu? Bu beatingsesi (bazen tamponlama olarak da adlandırılır), araç hava boşluğunun rezonansıyla güçlendirilir (Şekil 16). Hava bile rezonansa sahip olabilir!

Aracın içindeki hava boşluğu belirli bir hacimde / geometride sıkışmıştır. Sonuç olarak, hava boşluğunu uyarılabilen ve arabadaki ses seviyesinde artışlara neden olabilecek doğal frekansları vardır.

Opera Sanatçısı ve Bardak

Filmlerden popüler bir rezonans örneğinde, belirli bir notaya ulaşan bir opera şarkıcısı vardır ve rezonans nedeniyle bardakların parçalanmasına neden olur (Şekil 17).

TV şovu “Mythbusters”, bunun 18 Mayıs 2005’te yayınlanan “BreakingGlass” bölümünde mümkün olduğunu doğruladı.

Fren Gücü

Hiçbir arabada frene bastıktan sonra yüksek frekanslı bir gıcırtı duydun mu? İşte bu rezonanstır. Muhtemelen 3000 Hz civarında bir fren diskimodu, frenleme ile uyarılmıştır (Şekil 18).

Fren diskleri, aynı frekansta birden fazla mod oluşturabilen simetrik yapılardır. Gıcırdamayı azaltmak için, disk tasarımı modları birbirinden ayıramayacak şekilde modifiye edilmiş şekilde değiştirilmelidir.

HelmholtzRezonatör Hava İndüksiyonu

Alman bilim adamı HermannVonHelmholtz (Ernest Werner Siemens’in arkadaşı), 1850’lerde Helmholtzrezonatörünü yarattı. Helmholtzrezonatörü, belirli bir frekans için tasarlanmış hava bazlı ayarlı bir sönümleyicidir. Boş bir şişenin ağzına üflenirken, sıkışan hava hacminin rezonans frekansı duyulabilir.

Kanallı sistemlerde, Helmholtzrezonatörü, belirli bir frekanstaki ses seviyelerini azaltmak için ayarlı sönümleyici olarak kullanılabilir. Şekil 20’de, egzoz sistemindeki hava 330 Hz’lik bir rezonans frekansına sahiptir. Kanaldaki ses basıncı seviyesi, kanala bağlı bir Helmholtzrezonatörü eklenerek büyük ölçüde azaltılır. Rezonatör egzoz sisteminden enerjiyi “emer” ve çıkıştaki sesi azaltır.

Bu rezonatörler genellikle hava endüksiyon sistemlerinde, HVAC kanallarında ve egzoz sistemlerinde bulunur.

Son Düşünceler: Rezonans – Her zaman kötü bir şey değil!

Rezonans her zaman kötü bir şey değildir! Bazen bir sistemin cevabını yükseltmek, performansını artırmak için yararlı olabilir. Bazı örnekler:
– İnsan kulağı, kulak kanalındaki havanın akustik rezonansı nedeniyle 1000 ve 4000 Hertz arasında sesi daha iyi duyabilir.
– Bir radyo istasyonuna (en azından analog günlerde) ayarlama, rezonans yoluyla yapılır. Elektrik devresi, bir kapasitörün frekansını ayarlayarak radyo frekansına ayarlanır.
– Mikrodalga fırınlar, öğeleri geleneksel bir fırından daha hızlı ısıtmak için su moleküllerinin doğal frekansını kullanır.
– Tıp alanında, invaziv prosedürlere ihtiyaç duymadan insan vücudunun içini görüntülemek için manyetik rezonans görüntüleme (MRI) kullanılır. MRI bazı dokularla rezonansa girecek şekilde ayarlanır.

Umarım bu makale doğal frekansları ve rezonansı anlamak için yararlı olmuştur.

Mühendislik hizmetlerimiz veya satışını gerçekleştirdiğimiz sensörler ve veri toplama cihazları hakkında detaylı bilgi için lütfen DTA Mühendislik Test & Ölçüm Bölümü mühendisleriyle iletişime geçiniz.

The post Doğal Frekans ve Rezonans appeared first on Blog.

Sabit örnekleme, verileri sabit bir örnekleme hızında alırken, senkron örnekleme verileri dönen makinanın hızıyla orantılı şekilde alır.

İki tekniğin sonuçları aşağıdaki Colormap grafiklerinde (Şekil 1) gösterilmektedir. Sabit örnekleme, hız tarama dinamiklerine genel bir bakış sunarken, senkron örnekleme daha dar ve iyi tanımlanmış mertebelere sahiptir.

İki tekniğin de Colormap grafiklerinde üç farklı eksen vardır: frekans, rmp ve genlik. Bununla birlikte, her yöntemde yer alan hesaplamalar farklı şekilde yapılır.

Bu makale şunları kapsamaktadır:
1. Yöntemler nasıl çalışmaktadır ?
2. Yöntemlerin sonuçları arasındaki farklar nelerdir ?
3. Simcenter Testlab’da Sabit Örnekleme ve Senkron Örnekleme nasıl uygulanır ?

Not: Bazen Senkron örnekleme, Order Tracking olarak da adlandırılır. Senkron örnekleme uygulayan Testlab yazılım modülüne Order Tracking denir.

Sabit ve Senkron örneklemeyöntemleri nasıl çalışır ?

Hem sabit hem de senkron örneklemeyöntemleri, bir hız taraması (SpeedSweep) üzerinde tanımlanmış izleme artışında bir dizi spektrumu hesaplar.

Zaman ve Devir Veri Blokları

İki yöntemdeki fark, her bir artıştaki spektrumların nasıl hesaplandığıdır.

– Sabit örnekleme zamana dayalıdır: Her artışta, sabit miktarda bir zaman verisi (T) üzerinde Fourier Dönüşümü gerçekleştirilir.Bir zaman bloğunun Fourier Dönüşümü, genliğe karşı frekanstan oluşan bir spektrumdur. Sistem hızından bağımsız olarak her Fourier dönüşümü için aynı miktarda veri kullanılır.

– Senkron örnekleme devire dayalıdır: Her artışta, hızdan bağımsız olarak sabit sayıda tur (R) üzerinde bir Fourier Dönüşümü gerçekleştirilir. Sonuç genliğe karşı mertebeden oluşan bir mertebe spektrumdur. Sistem hızı değiştikçe, mertebe spektrumunu hesaplamak için kullanılan zaman verisi miktarı da değişir. Dönme hızı arttıkça, gereken zaman verisi miktarı Şekil 2’de gösterildiği gibi azalır. Yöntem, döner sistemin devirleriyle senkronize edilir.

Dönen sistemin dört farklı hızında spektral hesaplamalar için kullanılan zaman verilerinin karşılaştırması için Şekil 2’ye bakınız.

Veri bloğu yakalandıktan sonra, bir mertebe veya frekans spektrumu hesaplanır.

Frekans Spektrumu ve Mertebe Spektrumu

Şekil 3, sabit örneklenmiş veriler ve senkron örneklenmiş veriler için Fourier dönüşümünün sonuçları arasındaki farkı gösterir. Sabit örneklenmiş veriler bir frekans spektrumu üretirken, senkron örnekleme bir mertebe spektrumu üretir.

Mertebe spektrumu ve frekans spektrumu arasındaki temel fark, verinin x ekseni boyunca nasıl aralıklandırıldığıdır (Şekil 5):
– Frekans spektrumu – Spektral çizgiler birbirinden sabit bir frekans mesafesindedir (delta f = 1 / T)
– Mertebe spektrumu – Spektral çizgiler birbirinden sabit bir mertebe mesafesindedir (delta o = 1 / R)

Bu durumun sonucu olarak, mertebe içeriğindesabit örnekleme kullanıldığında “smear” görüneceği, ancak Order Tracking uygulandığında görünmeyeceğidir.

Sabit Örneklemede ve Senkron Örneklemede Smear Etkisi

Sabit örnekleme kullanırken, Fourier Dönüşümü sabit bir veri çerçevesi gerektirir. Sabit zaman dilimi içinde döner sistemin hızı değişir. Hız değiştikçe, mertebe içeriğinin sıklığı da değişir.

Mertebe içeriği aynı veri çerçevesi içinde değiştikçe, Şekil 4’te gösterildiği gibi mertebe içeriğinde bazen ‘smear’ olarak da adlandırılan bir sızıntı (leakage) vardır.

Örneğin, sabit zaman dilimi iki saniye ise ve bu süre zarfında rpm 1000 rpm’den 1060 rpm’e değişirse, 1. mertebenin frekansı 1 Hertz (60 rpm = saniyede 1 devir = 1 Hz) olur. Bu, 1 Hz’lik bir smear yaratacaktır. Diğer mertebeler için bu değişiklik daha da büyük olur. Örneğin, 4. mertebe 2 saniye boyunca 4 Hz smear oluşturacaktır.

Bu smear etkisi yüksek mertebelerde (örnek: 54., 72. mertebede) düşük mertebelerden (1., 2., 3.) daha kötüdür.

Mertebe spektrumunda bu smear etkisi yoktur. Sabit mertebe çözünürlüğü, spektral çizgileri, smear etkisini önleyen mertebe frekanslarıyla hizalanmış tutar.

Smear Etkisini Önleme

Sabit örnekleme nedeniyle ortaya çıkan smear etkisini önlemek için 3 şey yapılabilir:

– Tarama hızını düşürme: Tarama hızı azaltılırsa, frekans içeriği zaman bloğu sırasında hızlı bir şekilde değişmez. Örneğin 1000 rpm’den 6000 rpm’e 10 saniyede tarama yapmak yerine 100 saniyede taramak daha yararlı olabilir.

– Spektral çözünürlüğü değiştirme: Zaman çerçevesi spektral çözünürlüğü arttırarak kısaltılabilir. Spektral çözünürlük zaman çerçevesinin tersidir. 0,5 Hz çözünürlük 2 saniyelik kareye denk gelir. 0,25 Hz çözünürlük 4 saniyeye karşılık gelir. Ancak, zaman çerçevesi kısaltılarak frekans çözünürlüğü kaba hale gelirvesmear oluşabilir.

– Sabit örnekleme yöntemi yerine senkron örnekleme kullanmak.

İşlenen sonuçları etkileyebilecek birkaç temel ayar vardır.

İşleme Parametreleri

Aşağıdaki Tablo 1, iki teknikte kullanılan denklemleri ve parametreleri listelemektedir.

Aynı ayarlar, Şekil 5’teki diyagramlarda gösterilmiştir.

Sonraki bölüm, sabit ve senkron örnekleme arasındaki hesaplanan sonuçların farklılıklarını göstermektedir.

Sabit ve Senkron Örnekleme Sonuçları ve Farklılıkları

Bu bölüm sabit örnekleme ile senkron örnekleme arasındaki sonuçların farkını göstermektedir. Yöntemlerin her biri arasındaki temel farklılıkların bir özeti için aşağıdaki Tablo 2’ye bakın:

Sabit Örnekleme Global Görünüm

Sabit örnekleme kullanımının sağladığı önemli bir yarar, Şekil 6’da gösterildiği gibi ‘Global Görünüm ’dür.

Sabit örnekleme, mertebe bilgilerinin yanı sıra her iki rezonans bilgisini de vurgular. Sabit örnekleme kullanılmış bir grafikte, rezonanslar sabit frekanslarda dikey çizgiler olarak görünür.

Senkron Örnekleme: Dar Mertebeler

Senkron örnekleme kullanmanın yararı, daha iyi bir mertebe çözünürlüğünün elde edilebilmesidir.

Bunun bir örneği için aşağıdaki Şekil 7’ye bakın. Mertebeler, sabit örnekleme grafiğine (sol) kıyasla daha dar ve senkron örnekleme renk haritası grafiğinde (sağ) daha iyi tanımlanmıştır.

Mertebeler, sabit örnekleme verilerinde daha fazla smear etkisine uğradığından, mertebe kesmeleri yaparken dikkatli olunmalıdır. Mertebe kesiminin genişliği çok önemlidir: Sabit örnekleme verilerden bir mertebe kesilirken, mertebenin düzgün bir şekilde mertebe içeriğini içerecek şekilde seçilmesine dikkat edilmelidir.

Örnek :
Mertebe 10.5, hem sabit örnekleme hem de senkron örnekleme grafiklerinden kesilir (aşağıdaki Şekil 8’e bakın).

Her iki kesim için aynı mertebe genişliği (0.2) kullanılır (Şekil 8, sol grafik). Sabit örnekleme kullanılmış mertebenin (kırmızı), OrderTracking’den (yeşil) daha düşük bir seviyede göründüğüne dikkat edin. Bunun nedeni, Sabit örnekleme için mertebe içeriği 0.2 mertebe bant genişliği boyunca smear etkisi olmasıdır. Bu nedenle, mertebe kesintisi, mertebenin tüm enerji içeriğini yakalamamaktadır.

Ancak, Sabit örnekleme verilerin mertebe genişliği 0,4 mertebe genişliğine yükseltilirse, Sabit ve Senkron örnekleme arasındaki sonuçlar çok daha yakın çıkar (Şekil 8, sağ grafik).

Bu, özellikle dönen sistemlerin yakın aralıklı mertebeleri olduğunda önemlidir. Sabit örnekleme tekniğinde smear etkisi var ise mertebeleri ayırmak ve doğru sonuçları almak imkansız olabilir, çünkü bitişik mertebeler beraber smear etkisine girerler.

Senkron Örnekleme: Hızlı Hız Taraması

Senkron örnekleme kullanmanın avantajlı olduğu bir başka alan da hızlı hız taramalardır. Devir ne kadar hızlı değişirse, frekans içeriği zaman içinde o kadar fazla değişir.

Senkron örnekleme teknikleri, Şekil 9’da gösterildiği gibi hızlı taramanın neden olduğu mertebelerin smear etkisini azaltır.

Şekil 9’da, 4 saniyelik “hızlı” bir tarama ile 20 saniyelik “yavaş” bir taramada Sabit örnekleme ile Senkron örnekleme arasındaki fark gösterilmektedir. Aynı veri mertebeleri için, dört saniyelik tarama için Sabit örnekleme verileri mertebelerde smear etkisini gösterir. Daha yüksek sayıda mertebe ile daha fazla smear oluşacaktır.

Hız taramasını yavaşlatarak veya sabit örnekleme ’den senkron örneklemeye geçerek, smear etkisi azaltılabilir.

Bir sonraki bölümde Simcenter Testlab‘da hız tarama verileri üzerinde Sabit ve Senkron örneklemenin nasıl yapılacağı açıklanmaktadır.

Simcenter Testlab Ayarları

Hem Sabit hem de Senkron örnekleme Simcenter Testlab’da yapılabilir. Her iki yöntem de aynı verileri işlerken aynı anda kullanılabilir.

Signature Acquisition veya Signature Throughput kullanılırken, varsayılan olarak Sabit örnekleme yaklaşımı kullanılır. Bununla birlikte, Senkron örnekleme ayrıca ‘Order Tracking’ eklentisi aracılığıyla açılabilir ve varsayılan Sabit örneklemeye paralel olarak kullanılabilir.

Başlangıç

Şekil 10’da gösterildiği gibi ana Simcenter Testlab menüsünden “Tools >Add-ins>Order Tracking” seçerek Senkron örneklemeyi etkinleştirin.

Order Tracking eklentisi 20 token gerektirir.

Sabit örnekleme ile Order Tracking Ayarlarının Karşılaştırılması

Şekil 11’de Signature Throughput Processingara yüzünde Sabit örnekleme ve Order Tracking ayarları gösterilmektedir. Sabit örnekleme ayarları “FS Acquisition” adlı sekmenin altındayken, OrderTracking ayarları “OT Acquisition” adlı sekmenin altındadır.

Denklem 1’de gösterildiği gibi frekans, rpm ve maksimum mertebe arasında sabit bir ilişki vardır:

Denklem 1’de veri toplama ayarlarınızdan bant genişliği kullanıldığında, maksimum mertebe ve karşılık gelen devir de belirlenebilir. Bu ayarlar ve ilişkiler yukarıdaki Tablo 1’de de açıklanmaktadır.

Örneğin, Şekil 11’de gösterilen yazılım menüleri, 16. mertebenin, 6400 Hz’lik belirli bir frekans bant genişliği ile 24000 rpm’e kadar ölçülebildiğini gösterir. Bu şu denklemi kullanır: [6400 Hz = (16 * rpm) / 60]. Burada maksimum rpm otomatik olarak hesaplanır (Şekil 11, sağ grafik). Daha yüksek bir rpm’e gitmek ve yine de 16. mertebeyi ölçmek için frekans bant genişliğinin artırılması gerekir.

Mühendisler genellikle her iki veri işleme türünden de faydalanmak için hem Sabit örnekleme hem de Order Tracking sonuçlarını hesaplar.

Görüntüleme : Eksenleri Mertebe ve Frekans Arasında Değiştirme

Simcenter Testlab’da, grafik eksenindeki frekans ve mertebe arasında geçiş yapmak mümkündür.
Sabit örneklenen grafik için, xeksenine sağ tıklayın ve Şekil 12’de gösterildiği gibi “X Axis>Frequency veya Derived Order” seçin.

Order Tracking grafiği için, x eksenine sağ tıklayın ve Şekil 13’te gösterildiği gibi “Order” veya “Derived Frequency” için seçim yapın.

Uygulama hakkında sorularınız için DTA Mühendislik Test Bölümü mühendisleriyle iletişime geçebilirsiniz.

The post Order Tracking : Sabit Örnekleme ile Senkron Örnekleme Karşılaştırılması appeared first on Blog.

Modal Güvence Kriteri (Modal Assurance Criterion – MAC) , simülasyon ile test  mod şekil ve değerlerinin arasındaki tutarlılık derecesini gösteren bir parametredir. 1’e yakın MAC değeri iki mod arasında yüksek bir korelasyon ve tutarlılık olduğunu göstermektedir. ( Bu parametre 0 ile 1 arasındaki bir skaler değerdir )

Test ve simülasyon sonuçlarının karşılaştırılması Altair HyperView yazılımında  gerçekleştirilmektedir.

Desteklenen dosya ve formatları ;

– UNV uzantılı , test yazılımından dışarı aktarılan ASCII sonuç dosyası

– H3D, OP2 veya ODB uzantılı simülasyon sonuç dosyaları

OP2 veya H3D uzantılı dosyayı Altair HyperMesh veya Altair SimLab yazılımlarında oluşturulan sonlu elemanlar modelinin çözümünü  Altair OptiStruct’ta gerçekleştirerek elde edebilirsiniz.

• Altair HyperMesh yazılımı kullanılarak doğal frekansların hesaplanması

Altair HyperMesh yazılımında mesh atma ve malzeme, property tanımlama gibi işlemleri tamamladıktan sonra ilk olarak EIGRL load collector kartını oluşturmanız gerekmektedir. Bu kartı CTRL+F tuşlarına basarak yazılımın sağ üst bölümünde açılan bölüme yazıp, enter tuşuna basmanız yeterlidir.

Hesaplanacak mod sayısını ND bölümüne yazmanız yeterli olacaktır. Örneğin 35 yazdığımızda sabitlenmeyen modelde (free-free) hesaplama sonucunda ilk 6 mod rijit modlar olacaktır ve sonraki 29 mod korelasyon için ilgileneceğimiz modlar olacaktır.

Sonraki adım doğal frekans analiz tanımlamasını (load step)  gerçekleştirmek ve Analysis –> OptiStruct panelinden çözümü başlatmaktır.

• Altair SimLab yazılımı kullanılarak doğal frekansların hesaplanması

Altair SimLab yazılımında mesh atma ve malzeme, property tanımlama gibi işlemleri tamamladıktan sonra “Solutions browser” bölümüne giriniz ve “Solutions”  ifadesine sağ tıklayarak “Create Solution” seçimini gerçekleştiriniz.

Açılan pencerede çözüm tipi olarak Normal Mode (1) ve çalışma ekranından modelinizi seçiniz (2)

Solution ismine ( örneğimizde Modal Analiz ) sağ tıklayarak  çözüm seçeneklerini oluşturunuz. ( Create Solution Settings)

Hesaplanacak mod sayısını giriniz. ( Number of Modes = 35)

Result ifadesine sağ tıklayarak çözümü başlatınız (Update )

Test ve simülasyon sonuçlarını elde ettikten sonra Altair HyperView yazılımını açınız. NVH menüsünden Model Correlation seçimini gerçekleştiriniz. ( NVH menüsünü aktif hale getirmek için File –>Load –> Preference File penceresinden “NVH Utilities” seçimini ( Load ) gerçekleştirmeniz gerekmektedir.)

Load tabında referans dosyası olarak UNV uzantılı test sonucu, korele edilecek dosya olarakta simülasyon sonuç dosyasını seçerek Load butonuna basınız.

Transformation tabından test ve simülasyon modelleri üzerinden benzer üç adet referans nokta seçiniz ve Transform butonuna basınız

Node Pairs tabında önce Scan daha sonra Apply butonuna basınız.

ModesFilter tabında MAC butonuna basınız.

Display tabında beliren 3D Bar, 2D Line Plot , Bar Plot seçimlerinde Display butonlarına basarak sonuçları ekranda görüntüleyebilirsiniz.

Contour seçiminde Display butonuna basarak COMAC sonuçlarını bastırınız. Bu tek tek MAC bileşenlerinin en zayıf olduğu bölümleri gösterecektir.

The post Modal test ve simülasyon sonuçlarının korelasyonu appeared first on Blog.

SIEMENS Simcenter Testlab 18’in yayınlanması ile birlikte, token lisansı ile erişim sağlanabilecek modül sayısı da arttırıldı.

Token lisansı nedir?

Simcenter Testlab tokenları, kullanıcılara Testlab’ın geniş kütüphanesinde bulunan yazılım modüllerine erişim sağlanması için oluşturulmuş esnek bir lisanslama mekanizmasıdır.

Sabit lisanslar ile yalnızca lisansı satın alınan yazılım modülü kullanılabilirken, Token lisanslama ile kullanıcılar ,toplam kullanılabilir token miktarını aşmadıkları sürece, yazılım modüllerini herhangi bir kombinasyon ile çalıştırabilirler.

Simcenter Testlab token lisanslama sisteminde:

• Belirli yazılım modulü lisansları satın almak yerine, belirli miktarda token satın alınır.
• Simcenter Testlab’ın her analiz ve veri toplama yazılımını çalıştırabilmek için sabit miktarda token’a ihtiyaç vardır.
• Gerekli token miktarı aşılmadığı sürece, yazılım modülleri farklı kombinasyonlar ile çalıştırabilir.
• Simcenter Testlab yazılımının Token ile kullanılabilen yazılım kütüphanesi her yeni sürüm ile genişletilmektedir.
• Simcenter Testlab tokenları süresi bitmeyen, kalıcı lisanslardır(yıllık üyelik olarak satın alınmadığı sürece)

Simcenter Testlab token lisansı nasıl çalışır?

Token Lisansı Örneği

Bir test ekibi, impact test, modal analiz ve gürültü analizi için 120 token almaya karar verir. Tablo 1’de bu tür test ve analizler için kullanılan bazı temel modüllerin bir listesi yer almaktadır.

İlk olarak, impact test ile modal analiz için gerekli FRF’ler toplanır. Bunun için SCADAS veri toplama sistemiyle, Simcenter Testlab Impact Testing (25 token) ve Front End Driver(12 token) açılır. Front end driver yanlızca veri toplama için gereklidir. Satın alınan 120 tokendan 37’si impact test için kullanılırken, başka modülleri kullanmak için geriye 83 token kalır.

Tablo 2’deki yeşil renkle vurgulanmış satırlar impact test için kullanılan lisansları göstermektedir.

FRF Veriler toplandıktan sonra, modal analiz yapılacaktır. Veri toplama modulleri kapatıldıktan sonra Modal Analysis (77 token) açılır. Opsiyonel olarak analizde Maximum Likelihood Estimator for a Modal Model (MLMM) modulü kullanılabilir (26 token). Bu moduller Simcenter Testlab’da Menü altındaki “Tools -> Add-ins” kısmından eklenir.

Tablo 3’de görüleceği üzere 103 token kullanılmaktadır. Diğer modulleri açmak için geriye 17 token kalmaktadır.

Testlerin hemen ardından baskın bir ses problem ile karşılaşıldığını düşünelim. Bu problemi tanımlamak için Sound Diagnosis kullanılacaktır. Modal analiz için çalıştırılan Modal Analysis ve MLMM kapatılarak tüm tokenlar boşa çıkartılır ve sonra Sound Diagnosis (62 token) çalıştırılır. Bu çalışma için kullanılan ve kalan token miktarı Tablo 4’de verilmektedir.

Modal Analysis ve Sound Diagnosis iki farklı analiz tipi olduğundan, bu modulleri birlikte çalıştırmak mantıklı olmayacaktır. Bu yüzden ilk olarak Simcenter Testlab’da menu altındaki “Tools-> Add-ins” ile modal analiz modulleri kapatılır ve Sound Diagnosis modülü açılır.

Örnekte görüldüğü gibi, 120 token bir mühendise ihtiyaç duyulan farklı tipte veri toplama ve analiz modülleri arasında sürekli geçiş yapma imkanı sağlamaktadır.

Token Konfigürasyonları
Token konfigürasyonları oluşturmak için birkaç farklı seçenek bulunmaktadır. Tokenlar bir USB anahtar ile taşınabilir ya da ağa bağlı bir lisans sunucusu üzerinden kullanılabilir.

USB anahtar ile token kullanımı;
Desktop ve token lisansları küçük bir USB anahtar içerisine atılabilir. USB anahtar bilgisayara takıldığında, bilgisayarda bulunan lisans dosyası USB anahtarda bulunan seri numara ile control edilir ve USB anahtarda tanımlanan Desktop ve token lisansları kullanıma hazır olur.

Kullanıcılar, USB anahtara atanmış token sayısı kontrol edilebilir. Aynı anda bir bilgisayarda birden fazla USB lisansı kullanılabilir.

Lisans Sunucu ile token kullanımı;
Bir ağdaki bilgisayara birden fazla Desktop ve Token lisansı yerleştirilebilir ve ağa bağlı herhangi bir bilgisayar bu lisanslara erişebilir. Bu birden fazla test ekibinin tokenları paylaşmasını sağlar.

Sabit Lisanslardan Token Lisanslamaya Geçiş Örnekleri

Darbe Testi

– Token lisansı olmadan: Test mühendislerinden oluşan bir ekibin 3 adet USB lisansını kullandığı düşünülsün. Test mühendislerinden birinin Impact Test yapmaya ihtiyacı vardır ancak Impact Test için yalnızca bir USB lisansı bulunmaktadır. Ve takımdaki başka bir test mühendisi bu USB lisansı yanlışlıkla yanına alarak birkaç günlük tatile çıktığında, bu testin yapılabilmesi için beklemek gerekmektedir.

– Token lisansı ile: Test mühendislerinden oluşan bir ekibin 3 adet USB lisansına sahip olduğu ve her USB anahtar 90 token olduğu düşünülsün. Test mühendislerinden biri Impact Test yapmaya ihtiyaç duyduğunda, herhangi bir USB belleği alarak Frontend Driver(12 token) ve Impact Testing(25 token) ile darbe testi yapabilir. Bu durumda belirli bir USB belleği aramaya veya başka bir mühendisin işini bitirmesini beklemeye ihtiyacı olmayacaktır.

Titreşim kontrolü

Tokenlar ile, bir titreşim test laboratuvarında daha geniş ölçekli titreşim kontrol testleri yapılabilir.

– Token lisansı olmadan: Birkaç sarsıcı sisteminin bulunduğu bir test laboratuvarında, testlerin genellikle yüzde 95’i standarda bağlı random, shock ve sine titreşim testleridir. Nadiren random-sine veya random-random titreşim profillerinde karmaşık bir test talebi gelebilir. Bu lisanslar(random-sine , random-random) daha önce satın alınmadığı için, bu testlerin yapılması için başka laboratuvarlara ihtiyaç duyulacaktır.

– Token lisansı ile: Bu laboratuvarda, Desktop lisansı ve 60 token ile kompleks titreşim testlerinin her biri yapılabilir. Örneğin: Testlab Desktop + 12 token frontend driver + 22 token random control + 25 token sine on random. Tokenları kullanarak, titreşim testleri ile birlikte ilave çalışmalarda yapılabilir. Örneğin Güç spektral yoğunluğu profilleri geliştirmek için Mission Synthesis (24 tokens) kullanılabilir.

Farklı lokasyonlarda çalışan test ekipleri

Bir mühendislik ekibinin diğer test ekiplerin sabit lisansları kullanmasından dolayı yaşadığı zaman kayıpları, token lisansları ile önlenebilmektedir.

– Token lisansı olmadan: Bir mühendislik ekibinde her ekip üyesinin ulaşabildiği sabit bir Simcenter Testlab lisans sunucusuna sahiptir. Analizler için sabit 3 tane Time Signal Calculator lisansına sahip olduğu düşünülsün. 5 mühendisin Time Signal Calculator kullanmak istediği durumda, mühendislerden bir kaçı diğer mühendislerin veri işleme proseslerini bitirmelerini beklemek zorundadırlar.

– Token lisansı ile: Bu test ekibi, birkaç Desktop lisansı ve 400 token bulunan bir sunucu sistemine geçiş yaparak,5 mühendis tek seferde, Time Signal Calculator (26 token) veya Operational Deflection Shapes (28 token) yada 3 Operational Deflection Shapes ve 2 Time Signal Calculator gibi kombinasyonlar oluşturarak çalışabilirler. Tokenlar, mevcut token sınırı aşılmadığı sürece her türlü kombinasyona müsade etmektedir.

Token ile kullanılabilecek yazılım modülleri

Token lisansları ile kullanılabilecek 50 den fazla yazılım modülü bulunmaktadır.

Desktop

• Simcenter Testlab Desktop lisansı ayrı olarak satın alınmak zorundadır. Token ile kullanılamamaktadır. Desktop, Simcenter Testlab yazılımını başlatmak için gereken temel lisanstır ve içerisinde veri görüntüleme ve raporlama özelliklerini barındırmaktadır. Eş zamanlı olarak her kullanıcı için bir Desktop lisansı gerekmektedir.

Veri toplama

• Simcenter Testlab Frontend Driver (12 tokens)
• Simcenter Testlab Signature (42 tokens)
• Simcenter Testlab Single and Dual Plane Balancing (20 tokens)
• Simcenter Testlab Order Tracking (20 tokens)
• Simcenter Testlab MIMO Sine Testing (36 tokens)
• Simcenter Testlab Random Control (22 tokens)
• Kurtosis Control (21 tokens)
• Sine on Random (25 tokens)
• Random on Random (25 tokens)
• Simcenter Testlab Sine Control (22 tokens)
• Simcenter Testlab Shock Control (22 tokens)
  ve daha fazlası..

Analiz

• Simcenter Testlab Sound Diagnosis (62 tokens)
• Simcenter Testlab Run Comparison Organizer (19 tokens)
• Simcenter Testlab Time-Frequency Wavelet Analysis (34 tokens)
• Simcenter Testlab Throughput Processing (36 tokens)
• Simcenter Testlab Order Tracking (20 tokens)
• Simcenter Testlab Sound Quality Metrics (33 tokens)
• Simcenter Testlab Time Signal Calculator (26 tokens)
• Simcenter Testlab Harmonic Removal (15 tokens
• Simcenter Testlab Jury Testing (46 tokens)
• Simcenter Testlab Offline RPM Extraction (20 tokens)
• Simcenter Testlab Geometry (16 tokens)
• Simcenter Testlab Operational Deflection Shapes (28 tokens)
• Simcenter Testlab Modal Analysis (77 tokens)
• Simcenter Testlab Polymax (26 tokens)
• Simcenter Testlab Maximum Likelihood Estimation of a Modal Model (26 tokens)
• Simcenter Testlab Modification Prediction (23 tokens)
  ve daha fazlası..

Özel Durumlar

• Simcenter Testlab 18 revizyonu ile birlikte Desktop’a ilave olarak, Simcenter Soundbrush, Simcenter Sound Camera, Simcenter HD Acoustic Camera yazılımlarıda token ile lisanslanamamaktadır.

Uygulama konusundaki sorularınız olması durumunda bizimle iletişime geçebilirsiniz.

The post SIEMENS Simcenter Testlab Tokens appeared first on Blog.

Dayanıklılık, malzemenin statik ve dinamik yükler altında mukavemet gösterebilmesidir. Değişken gerilmelere maruz kalan makine elemanlarında kırılma (hasar) statik mukavemet sınırların çok altında gerçekleşebilir.

Tekrarlı gerilmeler altında malzemenin iç yapısında meydana gelen değişimler ve yapısal bozulmalara yorulma denir. Makine elemanının tekrarlı yük altında hasar gösterinceye kadar direnç gösterebildiği süreye ise ömür adı verilir.

Makine parçalarının dinamik zorlanmalarında mukavemet sınırlarının bilinmesi için, deneyler yapılması ve buna göre gerilme-ömür değerlerinin bulunması gerekmektedir. Bu amaç ile çeşitli gerilme seviyelerinde değişken gerilmeye maruz numuneler, çevrim sayılarına göre (s-N) logaritmik bir çizimle gösterilebilir. Bu tür eğriler Wöhler eğrisi olarak da adlandırılır.

Analiz Yöntemleri

Çoklu cisim dinamiği (MBD), Titreşim & Akustik analizleri ve Termo-mekanik analizler ile elde edilen yüklemeler kullanılarak yorulma analizleri için bütünleşik çözümler geliştirilebilmektedir.

	Komponent Düzeyinde Yorulma FE modele zaman alanında uygulanan kuvvet,ivme… sonucu yapıda meydana gelen gerilmelerden yapılan hasar hesabıdır.
	Sistem Düzeyinde Yorulma MBD analizlerinde dayanımı analiz edilecek rijit parçaların sonlu eleman modelleri oluşturulur. Yapılan esnek cisim MBD analizi sonucu oluşan gerilmelerden yorulma hesaplanabilir.
	Titreşim Yorulması Titreşim yüklerinin (PSD verisi) veya Yüksek şiddetli ses dalgalarının yapı üzerinde oluşturduğu gerilmelerden yorulma hesaplanabilmektedir.
	Termal Yorulma Özellikle termal değişimlere duyarlı metal malzemelerin sıcaklığa bağlı tekrarlı bir şekilde oluşan mekanik etkilerin sebep olduğu yorulmadır.

Ayrıca nokta ve dikiş kaynak bağlantıları, kompozit yapılarda oluşan gerilmelerin meydana getirebileceği yorulma da hesaplanabilmektedir.

Yorulma analizleri için genel olarak aşağıdaki şekilde bir yol izlenmektedir.

CAE tabanlı yorulma çözümlerimiz için lütfen DTA Mühendislik Nümerik Analizler Bölümü mühendisleriyle iletişime geçiniz.

The post CAE Tabanlı Yorulma Analizleri appeared first on Blog.