[vc_row full_width=”stretch_row” css=”.vc_custom_1666349152506{background-color: rgba(0,0,0,0.07) !important;*background-color: rgb(0,0,0) !important;}” mobile_bg_img_hidden=”no” tablet_bg_img_hidden=”no” woodmart_parallax=”0″ woodmart_gradient_switch=”no” row_reverse_mobile=”0″ row_reverse_tablet=”0″ woodmart_disable_overflow=”0″][vc_column][vc_row_inner row_reverse_mobile=”0″ row_reverse_tablet=”0″][vc_column_inner][woodmart_responsive_text_block size=”custom” align=”left” woodmart_css_id=”68aeec8ba01c9″ text_font_size=”eyJwYXJhbV90eXBlIjoid29vZG1hcnRfcmVzcG9uc2l2ZV9zaXplIiwiY3NzX2FyZ3MiOnsiZm9udC1zaXplIjpbIiAud29vZG1hcnQtdGV4dC1ibG9jayJdfSwic2VsZWN0b3JfaWQiOiI2OGFlZWM4YmEwMWM5IiwiZGF0YSI6eyJkZXNrdG9wIjoiMTdweCJ9fQ==” content_width=”100″ inline=”no”]Artykuł przedstawia metody mocowania akcelerometrów stosowanych w testach modalnych oraz omawia wpływ doboru końcówki młotka modalnego na charakterystykę wzbudzenia badanego obiektu. Odpowiedni wybór obu tych elementów ma istotne znaczenie dla poprawności i jakości przeprowadzanych pomiarów.[/woodmart_responsive_text_block][/vc_column_inner][/vc_row_inner][vc_row_inner row_reverse_mobile=”0″ row_reverse_tablet=”0″][vc_column_inner][woodmart_responsive_text_block size=”custom” align=”left” woodmart_css_id=”68aeec9eb2d76″ text_font_size=”eyJwYXJhbV90eXBlIjoid29vZG1hcnRfcmVzcG9uc2l2ZV9zaXplIiwiY3NzX2FyZ3MiOnsiZm9udC1zaXplIjpbIiAud29vZG1hcnQtdGV4dC1ibG9jayJdfSwic2VsZWN0b3JfaWQiOiI2OGFlZWM5ZWIyZDc2IiwiZGF0YSI6eyJkZXNrdG9wIjoiMThweCJ9fQ==” content_width=”100″ inline=”no”]
SPOSOBY MOCOWANIA AKCELEROMETRÓW
[/woodmart_responsive_text_block][woodmart_responsive_text_block size=”custom” align=”left” woodmart_css_id=”68aeed034177d” text_font_size=”eyJwYXJhbV90eXBlIjoid29vZG1hcnRfcmVzcG9uc2l2ZV9zaXplIiwiY3NzX2FyZ3MiOnsiZm9udC1zaXplIjpbIiAud29vZG1hcnQtdGV4dC1ibG9jayJdfSwic2VsZWN0b3JfaWQiOiI2OGFlZWQwMzQxNzdkIiwiZGF0YSI6eyJkZXNrdG9wIjoiMTdweCJ9fQ==” content_width=”100″ inline=”no”]Podczas przeprowadzania testów modalnych przy użyciu młotka modalnego, kluczowym elementem wpływającym na jakość i wiarygodność uzyskanych wyników jest właściwe mocowanie akcelerometrów do badanej struktury. W zależności od rodzaju materiału, dostępnej powierzchni, zakresu częstotliwości oraz potrzeb eksperymentatora, stosowane są różne metody montażu czujników drgań.
Jak pokazano na poniższym rysunku, istnieje kilka typowych sposobów mocowania akcelerometrów:
- Końcówka przykładana ręcznie
- Magnes dwubiegunowy
- Magnes płaski
- Spoina klejona z podkładką
- Spoina klejona bezpośrednia
- Połączenie śrubowe
[/woodmart_responsive_text_block][/vc_column_inner][/vc_row_inner][vc_row_inner row_reverse_mobile=”0″ row_reverse_tablet=”0″][vc_column_inner width=”1/4″][/vc_column_inner][vc_column_inner width=”1/2″][vc_single_image image=”20746″ img_size=”full” alignment=”center” css=”.vc_custom_1756294539018{margin-bottom: 2px !important;}” parallax_scroll=”no”][woodmart_responsive_text_block size=”custom” woodmart_css_id=”68aeed8d309bb” text_font_size=”eyJwYXJhbV90eXBlIjoid29vZG1hcnRfcmVzcG9uc2l2ZV9zaXplIiwiY3NzX2FyZ3MiOnsiZm9udC1zaXplIjpbIiAud29vZG1hcnQtdGV4dC1ibG9jayJdfSwic2VsZWN0b3JfaWQiOiI2OGFlZWQ4ZDMwOWJiIiwiZGF0YSI6eyJkZXNrdG9wIjoiMTRweCJ9fQ==” content_width=”100″ inline=”no”]Sposoby mocowania akcelerometrów[/woodmart_responsive_text_block][/vc_column_inner][vc_column_inner width=”1/4″][/vc_column_inner][/vc_row_inner][woodmart_responsive_text_block size=”custom” align=”left” woodmart_css_id=”68aeedb1c0c43″ text_font_size=”eyJwYXJhbV90eXBlIjoid29vZG1hcnRfcmVzcG9uc2l2ZV9zaXplIiwiY3NzX2FyZ3MiOnsiZm9udC1zaXplIjpbIiAud29vZG1hcnQtdGV4dC1ibG9jayJdfSwic2VsZWN0b3JfaWQiOiI2OGFlZWRiMWMwYzQzIiwiZGF0YSI6eyJkZXNrdG9wIjoiMTdweCJ9fQ==” content_width=”100″ inline=”no”]Podstawowym aspektem rozróżniającym metody montażu akcelerometrów są kwestie praktyczne. Zaletą przykładanej końcówki jest możliwość szybkiej zmiany miejsca pomiaru bez stałego mocowania czujnika do obiektu. Akcelerometry wyposażone w magnesy znajdują zastosowanie w przypadku konstrukcji wykonanych z materiałów ferromagnetycznych np. stali i również pozwalają na szybką zmianę lokalizacji. W przypadku pozostałych materiałów, które nie oddziałują z magnesami, można zastosować spoinę klejoną. Akcelerometr może zostać przytwierdzony bezpośrednio lub z wykorzystaniem podkładki, która pozostając przyklejoną do powierzchni umożliwia odkręcenie od niej czujnika drgań. Ostatnim sposobem jest wykorzystanie połączenia śrubowego do przymocowania akcelerometru do powierzchni. Rozwiązanie to wymaga przewidzianych specjalnych otworów montażowych w strukturze badanego obiektu.
Równie ważnym czynnikiem jest sztywność sposobów montażu akcelerometrów, która wpływa na ich charakterystykę częstotliwościową. W przewidzianym zakresie częstotliwości pomiarowych powinna ona być jak najbardziej liniowa. Poniższy rysunek pokazuje zależność czułości względnej akcelerometru od częstotliwości typowej dla każdego ze sposobów montażu. Na jego podstawie można określić zakres częstotliwości, w którym można użyć danej metody montażu.[/woodmart_responsive_text_block][vc_row_inner row_reverse_mobile=”0″ row_reverse_tablet=”0″][vc_column_inner width=”1/4″][/vc_column_inner][vc_column_inner width=”1/2″][vc_single_image image=”20747″ img_size=”full” alignment=”center” css=”.vc_custom_1756295766019{margin-bottom: 2px !important;}” parallax_scroll=”no”][woodmart_responsive_text_block size=”custom” woodmart_css_id=”68aef258d9f25″ text_font_size=”eyJwYXJhbV90eXBlIjoid29vZG1hcnRfcmVzcG9uc2l2ZV9zaXplIiwiY3NzX2FyZ3MiOnsiZm9udC1zaXplIjpbIiAud29vZG1hcnQtdGV4dC1ibG9jayJdfSwic2VsZWN0b3JfaWQiOiI2OGFlZjI1OGQ5ZjI1IiwiZGF0YSI6eyJkZXNrdG9wIjoiMTRweCJ9fQ==” content_width=”100″ inline=”no”]Zależność czułości względnej od częstotliwości dla różnych sposobów
montażu akcelerometrów[/woodmart_responsive_text_block][/vc_column_inner][vc_column_inner width=”1/4″][/vc_column_inner][/vc_row_inner][woodmart_responsive_text_block size=”custom” align=”left” woodmart_css_id=”68aef268cf342″ text_font_size=”eyJwYXJhbV90eXBlIjoid29vZG1hcnRfcmVzcG9uc2l2ZV9zaXplIiwiY3NzX2FyZ3MiOnsiZm9udC1zaXplIjpbIiAud29vZG1hcnQtdGV4dC1ibG9jayJdfSwic2VsZWN0b3JfaWQiOiI2OGFlZjI2OGNmMzQyIiwiZGF0YSI6eyJkZXNrdG9wIjoiMTdweCJ9fQ==” content_width=”100″ inline=”no”]Najszerszy zakres częstotliwości możemy zmierzyć stosując połączenie śrubowe, które stanowi najsztywniejszy sposób montażu. Z jego zastosowaniem można przeprowadzać testy do częstotliwości nawet powyżej 10 kHz. Najmniejszy zakres mają natomiast sondy ręczne (do 100 Hz), które są używane tylko w szczególnych zastosowaniach.[/woodmart_responsive_text_block][vc_row_inner row_reverse_mobile=”0″ row_reverse_tablet=”0″][vc_column_inner][woodmart_responsive_text_block size=”custom” align=”left” woodmart_css_id=”68aef28af3364″ text_font_size=”eyJwYXJhbV90eXBlIjoid29vZG1hcnRfcmVzcG9uc2l2ZV9zaXplIiwiY3NzX2FyZ3MiOnsiZm9udC1zaXplIjpbIiAud29vZG1hcnQtdGV4dC1ibG9jayJdfSwic2VsZWN0b3JfaWQiOiI2OGFlZjI4YWYzMzY0IiwiZGF0YSI6eyJkZXNrdG9wIjoiMThweCJ9fQ==” content_width=”100″ inline=”no”]
DOBÓR KOŃCÓWKI MŁOTKA
[/woodmart_responsive_text_block][woodmart_responsive_text_block size=”custom” align=”left” woodmart_css_id=”68aef29e929e8″ text_font_size=”eyJwYXJhbV90eXBlIjoid29vZG1hcnRfcmVzcG9uc2l2ZV9zaXplIiwiY3NzX2FyZ3MiOnsiZm9udC1zaXplIjpbIiAud29vZG1hcnQtdGV4dC1ibG9jayJdfSwic2VsZWN0b3JfaWQiOiI2OGFlZjI5ZTkyOWU4IiwiZGF0YSI6eyJkZXNrdG9wIjoiMTdweCJ9fQ==” content_width=”100″ inline=”no”]Młotek modalny posiada wymienne końcówki, poprzez które badany obiekt jest uderzany, a ich dobór jest ważnym czynnikiem mającym wpływ na wyniki badania.
W tym celu, wykorzystując przygotowaną do testu strukturę z naklejonymi akcelerometrami, sprawdzono trzy różne końcówki.[/woodmart_responsive_text_block][/vc_column_inner][/vc_row_inner][vc_row_inner row_reverse_mobile=”0″ row_reverse_tablet=”0″][vc_column_inner width=”1/4″][/vc_column_inner][vc_column_inner width=”1/2″][vc_single_image image=”20748″ img_size=”full” alignment=”center” css=”.vc_custom_1756295934948{margin-bottom: 2px !important;}” parallax_scroll=”no”][woodmart_responsive_text_block size=”custom” woodmart_css_id=”68aef303a7b59″ text_font_size=”eyJwYXJhbV90eXBlIjoid29vZG1hcnRfcmVzcG9uc2l2ZV9zaXplIiwiY3NzX2FyZ3MiOnsiZm9udC1zaXplIjpbIiAud29vZG1hcnQtdGV4dC1ibG9jayJdfSwic2VsZWN0b3JfaWQiOiI2OGFlZjMwM2E3YjU5IiwiZGF0YSI6eyJkZXNrdG9wIjoiMTRweCJ9fQ==” content_width=”100″ inline=”no”]Układ do przeprowadzenia testu z młotkiem modalnym[/woodmart_responsive_text_block][/vc_column_inner][vc_column_inner width=”1/4″][/vc_column_inner][/vc_row_inner][vc_row_inner row_reverse_mobile=”0″ row_reverse_tablet=”0″][vc_column_inner width=”1/4″][/vc_column_inner][vc_column_inner width=”1/2″][vc_single_image image=”20749″ img_size=”full” alignment=”center” css=”.vc_custom_1756296055312{margin-bottom: 2px !important;}” parallax_scroll=”no”][woodmart_responsive_text_block size=”custom” woodmart_css_id=”68aef37ab1d9e” text_font_size=”eyJwYXJhbV90eXBlIjoid29vZG1hcnRfcmVzcG9uc2l2ZV9zaXplIiwiY3NzX2FyZ3MiOnsiZm9udC1zaXplIjpbIiAud29vZG1hcnQtdGV4dC1ibG9jayJdfSwic2VsZWN0b3JfaWQiOiI2OGFlZjM3YWIxZDllIiwiZGF0YSI6eyJkZXNrdG9wIjoiMTRweCJ9fQ==” content_width=”100″ inline=”no”]Końcówki młotka modalnego (od lewej: gumowa, polimerowa i metalowa)[/woodmart_responsive_text_block][/vc_column_inner][vc_column_inner width=”1/4″][/vc_column_inner][/vc_row_inner][vc_row_inner row_reverse_mobile=”0″ row_reverse_tablet=”0″][vc_column_inner][woodmart_responsive_text_block size=”custom” align=”left” woodmart_css_id=”68aef31e9e451″ text_font_size=”eyJwYXJhbV90eXBlIjoid29vZG1hcnRfcmVzcG9uc2l2ZV9zaXplIiwiY3NzX2FyZ3MiOnsiZm9udC1zaXplIjpbIiAud29vZG1hcnQtdGV4dC1ibG9jayJdfSwic2VsZWN0b3JfaWQiOiI2OGFlZjMxZTllNDUxIiwiZGF0YSI6eyJkZXNrdG9wIjoiMTdweCJ9fQ==” content_width=”100″ inline=”no”]Końcówki wykonane z różnych materiałów charakteryzują się przede wszystkim odmienną sztywnością, co ma znaczący wpływ na parametry wzbudzenia testowanego obiektu. Korzystając z w pełni skonfigurowanego układu pomiarowego przeprowadzono test porównawczy, w którym uchwyt był wzbudzany młotkiem z zamontowanymi kolejno końcówkami: miękką – gumową, pośrednią – wykonaną z tworzywa sztucznego oraz sztywną – metalową. W trakcie badania uchwyt był wzbudzany w kierunku Y w dobranym uprzednio miejscu przyłożenia siły w górnej części struktury. Dla każdej z końcówek uderzenie młotkiem wykonano pięciokrotnie w celu uśrednienia wyników, na podstawie których wyznaczono charakterystyki częstotliwościowe dla poszczególnych końcówek. Poniższy rysunek pokazuje widmo gęstości mocy (PSD), która jest dostarczana do badanego obiektu w danych częstotliwościach.[/woodmart_responsive_text_block][/vc_column_inner][/vc_row_inner][vc_row_inner row_reverse_mobile=”0″ row_reverse_tablet=”0″][vc_column_inner width=”1/4″][/vc_column_inner][vc_column_inner width=”1/2″][vc_single_image image=”20750″ img_size=”full” alignment=”center” css=”.vc_custom_1756297762856{margin-bottom: 2px !important;}” parallax_scroll=”no”][woodmart_responsive_text_block size=”custom” woodmart_css_id=”68aef5eb00c9c” text_font_size=”eyJwYXJhbV90eXBlIjoid29vZG1hcnRfcmVzcG9uc2l2ZV9zaXplIiwiY3NzX2FyZ3MiOnsiZm9udC1zaXplIjpbIiAud29vZG1hcnQtdGV4dC1ibG9jayJdfSwic2VsZWN0b3JfaWQiOiI2OGFlZjVlYjAwYzljIiwiZGF0YSI6eyJkZXNrdG9wIjoiMTRweCJ9fQ==” content_width=”100″ inline=”no”]Charakterystyka częstotliwościowa różnych końcówek młotka modalnego[/woodmart_responsive_text_block][/vc_column_inner][vc_column_inner width=”1/4″][/vc_column_inner][/vc_row_inner][vc_row_inner row_reverse_mobile=”0″ row_reverse_tablet=”0″][vc_column_inner][woodmart_responsive_text_block size=”custom” align=”left” woodmart_css_id=”68aef63f43651″ text_font_size=”eyJwYXJhbV90eXBlIjoid29vZG1hcnRfcmVzcG9uc2l2ZV9zaXplIiwiY3NzX2FyZ3MiOnsiZm9udC1zaXplIjpbIiAud29vZG1hcnQtdGV4dC1ibG9jayJdfSwic2VsZWN0b3JfaWQiOiI2OGFlZjYzZjQzNjUxIiwiZGF0YSI6eyJkZXNrdG9wIjoiMTdweCJ9fQ==” content_width=”100″ inline=”no”]Na podstawie powyższego wykresu w skali logarytmicznej można zauważyć,
że młotek wyposażony w miękką końcówkę wzbudza strukturę jedynie w niskich częstotliwościach. Dla zakresu powyżej 1000 Hz ilość dostarczanej mocy jest znikoma, a w zapisie czujnika zamontowanego w młotku modalnym widoczne jest wyraźne zaszumienie. Pośrednia końcówka zapewnia wzbudzenie w szerszym zakresie częstotliwości. Dla metalowej końcówki otrzymano płaską charakterystykę częstotliwościową, co świadczy o tym, że dostarcza moc wzbudzenia równomiernie w całym zakresie częstotliwości. Poziom widmowej gęstości mocy w okolicy 3000 Hz zaczyna opadać, co pokazuje, że moc wzbudzenia powyżej tej częstotliwości jest dostarczana w znacznie mniejszym stopniu. W zależności od zakresu częstotliwości, w którym chcemy wzbudzić drgania własne badanego obiektu, należy dobrać końcówkę w taki sposób, aby drgania były wzbudzane w całym interesującym nas zakresie, ale jednocześnie nie wykraczały znacząco poza niego, by nie pobudzić wyższych postaci drgań, które nie są przedmiotem analizy.
Dodatkowo warto zwrócić uwagę na to, że gdy testowany obiekt ma znaczącą masę i gabaryty, młotek modalny w standardowej konfiguracji może być niewystarczający do wzbudzenia drgań w konstrukcji. W takich przypadkach stosowana jest dodatkowa masa doczepiana do młotka, która pozwala na dostarczenie większej ilości energii do struktury w trakcie uderzenia.[/woodmart_responsive_text_block][/vc_column_inner][/vc_row_inner][vc_row_inner row_reverse_mobile=”0″ row_reverse_tablet=”0″][vc_column_inner][woodmart_responsive_text_block size=”custom” align=”left” woodmart_css_id=”6777f6d268f1a” text_font_size=”eyJwYXJhbV90eXBlIjoid29vZG1hcnRfcmVzcG9uc2l2ZV9zaXplIiwiY3NzX2FyZ3MiOnsiZm9udC1zaXplIjpbIiAud29vZG1hcnQtdGV4dC1ibG9jayJdfSwic2VsZWN0b3JfaWQiOiI2Nzc3ZjZkMjY4ZjFhIiwiZGF0YSI6eyJkZXNrdG9wIjoiMThweCJ9fQ==” content_width=”100″ inline=”no”]
PODSUMOWANIE
[/woodmart_responsive_text_block][woodmart_responsive_text_block size=”custom” align=”left” woodmart_css_id=”68aef6483730c” text_font_size=”eyJwYXJhbV90eXBlIjoid29vZG1hcnRfcmVzcG9uc2l2ZV9zaXplIiwiY3NzX2FyZ3MiOnsiZm9udC1zaXplIjpbIiAud29vZG1hcnQtdGV4dC1ibG9jayJdfSwic2VsZWN0b3JfaWQiOiI2OGFlZjY0ODM3MzBjIiwiZGF0YSI6eyJkZXNrdG9wIjoiMTdweCJ9fQ==” content_width=”100″ inline=”no”]Skuteczne przeprowadzenie testów modalnych wymaga zarówno odpowiednio dobranych końcówek młotka, jak i właściwego montażu akcelerometrów. Każdy ze sposobów mocowania czujników cechuje się inną sztywnością, co wpływa na użyteczny zakres częstotliwości Podobnie, końcówki młotka wykonane z różnych materiałów pozwalają na wzbudzanie drgań w różnych zakresach częstotliwości. Dobór obu tych elementów powinien być zawsze dostosowany do specyfiki badanego obiektu i zakładanego zakresu częstotliwości.[/woodmart_responsive_text_block][woodmart_responsive_text_block size=”custom” align=”right” woodmart_css_id=”68821184eaf9f” text_font_size=”eyJwYXJhbV90eXBlIjoid29vZG1hcnRfcmVzcG9uc2l2ZV9zaXplIiwiY3NzX2FyZ3MiOnsiZm9udC1zaXplIjpbIiAud29vZG1hcnQtdGV4dC1ibG9jayJdfSwic2VsZWN0b3JfaWQiOiI2ODgyMTE4NGVhZjlmIiwiZGF0YSI6eyJkZXNrdG9wIjoiMTdweCJ9fQ==” content_width=”100″ inline=”no”]Autor: Julian Osuch [EC TEST Systems][/woodmart_responsive_text_block][vc_message message_box_color=”turquoise” icon_fontawesome=”fa fa-solid fa-circle-right” css=””]Bibliografia:
Heylen, S. Lammens, P. Sas: “Modal Analysis Theory and Testing”
Siemens: “Modal analysis knowledge booklet”
PCB Piezotronics „Sensor Mounting Techniques”: https://www.pcb.com/resources/technical-information/tips-from-techs/mounting-techniques[/vc_message][/vc_column_inner][/vc_row_inner][/vc_column][/vc_row][vc_row full_width=”stretch_row” css=”.vc_custom_1689239533614{background-color: rgba(0,0,0,0.15) !important;*background-color: rgb(0,0,0) !important;}” mobile_bg_img_hidden=”no” tablet_bg_img_hidden=”no” woodmart_parallax=”0″ woodmart_gradient_switch=”no” row_reverse_mobile=”0″ row_reverse_tablet=”0″ woodmart_disable_overflow=”0″][vc_column][vc_column_text css=”.vc_custom_1689239573786{margin-bottom: 15px !important;}” text_larger=”no”]Jeśli jesteś zainteresowany realizacją kontroli testów jakości podczas produkcji, zachęcamy do kontaktu z firmą EC TEST Systems, która oferuje kompleksowe wsparcie w całym procesie wdrożenia systemu Simcenter Anovis
[/vc_column_text][vc_row_inner][vc_column_inner width=”1/4″][vc_btn title=”Konsultacje techniczne” color=”info” align=”center” i_icon_fontawesome=”fas fa-phone-volume” add_icon=”true” link=”url:https%3A%2F%2Fwww.ects.pl%2Fkonsultacja%2F”][/vc_column_inner][vc_column_inner width=”1/4″][vc_btn title=”Pomiary skuteczności” color=”info” align=”center” i_icon_fontawesome=”fas fa-chart-line” add_icon=”true” link=”url:https%3A%2F%2Fwww.ects.pl%2Fuslugi-pomiarowe%2F”][/vc_column_inner][vc_column_inner width=”1/4″][vc_btn title=”Uruchomienie i instalacja” color=”info” align=”center” i_icon_fontawesome=”fas fa-file-alt” add_icon=”true” link=”url:https%3A%2F%2Fwww.ects.pl%2F%3Fs%3Dsimcenter%2Banovis%26post_type%3Dproduct”][/vc_column_inner][vc_column_inner width=”1/4″][vc_btn title=”Wsparcie posprzedażowe” color=”info” align=”center” i_icon_fontawesome=”fas fa-recycle” add_icon=”true” link=”url:https%3A%2F%2Fwww.ects.pl%2Fwsparcie-techniczne%2F”][/vc_column_inner][/vc_row_inner][ultimate_spacer height=”20″][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column][vc_column_text]
[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row]