Kuinka tärinäpuristin toimii: modaaliset ja vakioherättimet

Tärinäravistin toimii muuntamalla sähköenergiaa ohjatuksi mekaaniseksi liikkeeksi käyttämällä joko sähködynaamista kela-magneettijärjestelmää tai mekaanista viritintä liikuttamaan liikkuvaa pöytää tai ankkuria edestakaisin tarkoilla taajuuksilla ja amplitudeilla. Tämä liike siirretään asennettuun testituotteeseen todellisen tärinän, iskujen tai akustisten ympäristöjen simuloimiseksi. Ydinperiaate on sähkömagneettinen voima: magneettikentän sisällä olevan kelan läpi kulkeva vaihtovirta synnyttää virtaan verrannollisen edestakaisen voiman, joka käyttää täristinpöytää.

Tämän mekanismin ymmärtäminen on tärkeää kaikille, jotka määrittävät testauslaitteita, koska täristintyyppi, heräterakenne ja ohjausjärjestelmä yhdessä määräävät, mitkä taajuudet, voimat ja hyötykuormat voidaan testata tarkasti.

Tärinäravistimen toimintaperiaate

Useimmat nykyaikaiset täristimet ovat sähködynaamisia. Kiinteä kenttäkela tai kestomagneettikokoonpano luo vahvan, kiinteän magneettikentän ilmaraon sisään. Tämän raon sisällä on liikkuva kela, jota kutsutaan käyttökelaksi, ja se on kiinnitetty jäykästi ravistimen liikkuvaan ankkuriin ja pöytään. Kun tehovahvistimesta tuleva vahvistettu vaihtovirta virtaa käyttökelan läpi, se on vuorovaikutuksessa magneettikentän kanssa ja tuottaa Lorentzin voimalain mukaisen voiman: F = B × I × L , jossa B on magneettivuon tiheys, I on virta ja L on langan pituus kentässä.

Koska voima on suoraan verrannollinen virtaan, ohjain voi muokata tuloaaltomuotoa tuottamaan sinipyyhkäisyjä, satunnaista värähtelyä, iskupulsseja tai monimutkaisia ​​tehtäväprofiileja. Suljetun silmukan ohjausjärjestelmä, jossa on kiihtyvyysmittarin palauteanturi, vertaa jatkuvasti pöydän todellista liikettä tavoiteprofiiliin ja säätää signaalia reaaliajassa, usein korjaaen poikkeamat millisekuntien sisällä.

Avainkomponentit, jotka tekevät siitä toimivan

• Kenttäkäämi tai kestomagneettikokoonpano — synnyttää staattisen magneettikentän
• Käyttökela (äänikela) — kuljettaa vaihtovirtaa ja tuottaa voimaa
• Ankkuri ja taivutukset – tukevat liikkuvaa massaa sallien samalla lineaarisen liikkumisen
• Tehovahvistin — tehostaa ohjaussignaalia ohjaamaan virtatasoja
• Jäähdytysjärjestelmä — poistaa jatkuvan virran aiheuttaman lämmön, yleensä puhaltimen tai vesijäähdytyksen kautta

Modal Shaker Exciter: Tarkoitus ja suunnittelu

A modaalinen shaker-herätin on kevyt, kompakti elektrodynaaminen viritin, joka on suunniteltu erityisesti modaalianalyysiin ja rakennetestaukseen suuren mittakaavan ympäristökelpoisuuden sijaan. Sen tehtävänä on ruiskuttaa tunnettu, hallittavissa oleva voima rakenteeseen, jotta insinöörit voivat mitata rakenteen resonanssitaajuudet, moodimuodot ja vaimennusominaisuudet.

Toisin kuin tavalliset ravistimet, modaaliherättimet ovat tyypillisesti mitoitettu pienemmälle teholle, usein välillä 5 N ja 500 N , ja ne on rakennettu mahdollisimman pienellä liikkuvalla massalla, jotta ne eivät vääristä testirakenteen luonnollista dynaamista käyttäytymistä. Ne ripustetaan yleensä pehmeillä benji-nauhoilla tai kiinnitetään stinger-tankoon, jotta virittimen oma massa ja jäykkyys voidaan eristää testattavasta rakenteesta.

Tyypilliset sovellukset

1. Lentokoneiden komponenttien, autojen korien ja siviilirakenteiden kokeellinen modaalinen analyysi
2. Taajuusvastefunktion (FRF) mittaus elementtimallin validointia varten
3. Rakenteellisen terveydentilan seuranta ja väsymyksen perussyytutkimus
4. Pienen mittakaavan komponenttien resonanssihaku ennen täyttä pätevyystestausta

Stinger-yhteydellä on merkitystä

Herätin kytkeytyy testirakenteeseen ohuen stingertangon, yleensä ohuen teräs- tai nailonsauvan kautta, joka välittää aksiaalivoimaa samalla, kun se estää viritintä lisäämästä rakenteeseen ei-toivottua taivutusjäykkyyttä tai massakuormitusta. Huonosti valittu pistin voi aiheuttaa useiden prosenttien mittausvirheitä tunnistetuissa luonnollisissa taajuuksissa, joten pisteen pituus ja halkaisija valitaan odotetun voiman ja taajuusalueen perusteella.

Vakiovärähtelijä: rakenne ja ominaisuudet

A tavallinen tärinäravistin on täysimittainen tuotanto- tai laboratoriojärjestelmä, joka on rakennettu ympäristö- ja luotettavuustestaukseen tunnustettujen standardien, kuten MIL-STD-810, IEC 60068-2 ja ISO 16750, mukaisesti. Nämä järjestelmät vaihtelevat pienistä pöytäkoneista, jotka tuottavat alle 100 N:n voiman, suuriin järjestelmiin, jotka ylittävät 100 kN sinivoiman ulostulo , joka pystyy testaamaan kokonaisia osakokoonpanoja tai kokonaisia tuotteita.

Vakioravistimet integroivat jäykän armatuurin, pään laajentimen tai liukupöydän suurempia hyötykuormia varten sekä erillisen ohjausjärjestelmän, joka suorittaa standardoituja testiprofiileja, mukaan lukien sinipyyhkäisy, satunnainen tärinä ja iskutesti, usein ilman valvontaa tuntien tai päivien ajan.

Shaker-tyyppien vertailu sovelluksen mukaan

Oikean shakerin valitseminen testiäsi varten

Modaalisen virittimen ja tavallisen ravistimen välinen valinta riippuu siitä, mihin kysymykseen testin on vastattava. Jos tavoitteena on identifioida rakenteen luonnolliset taajuudet tai validoida simulaatiomalli, modaalinen heräte voimaanturilla ja kiihtyvyysanturiryhmällä on sopiva valinta. Jos tavoitteena on osoittaa, että tuote kestää kuljetuksen, käyttövärähtelyn tai iskutapahtumat alan standardin mukaisesti, tarvitaan tavallinen ravistin, jolla on riittävä voimaluokitus ja taajuusalue.

Käytännön nyrkkisääntö: ravistimen käyttökelpoisen taajuusalueen tulee ulottua vähintään 20 % ylimmän kiinnostavan taajuuden yli , ja voimaluokituksen tulee ottaa huomioon testituotteen ja mahdollisen kiinnikkeen yhdistetty paino, koska kiinnikkeen massa vähentää suurinta saavutettavaa kiihtyvyyttä.

Pikavalinnan tarkistuslista

• Varmista, että vaadittu taajuusalue kattaa rakenteen odotetut resonanssit
• Laske liikkuva kokonaismassa, mukaan lukien teline ja hyötykuorma
• Yhdistä voimaluokitus huippukiihtyvyyteen ja massavaatimuksiin
• Tarkista, tarvitseeko testi sini-, satunnais- tai iskukykyä
• Tarkista jäähdytys- ja käyttöjaksorajat pitkäaikaisia testejä varten