CZ309142B6 - Method and device for vibration testing of large and flexible parts for their resistance to vibrations - Google Patents
Method and device for vibration testing of large and flexible parts for their resistance to vibrations Download PDFInfo
- Publication number
- CZ309142B6 CZ309142B6 CZ2020551A CZ2020551A CZ309142B6 CZ 309142 B6 CZ309142 B6 CZ 309142B6 CZ 2020551 A CZ2020551 A CZ 2020551A CZ 2020551 A CZ2020551 A CZ 2020551A CZ 309142 B6 CZ309142 B6 CZ 309142B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- vibration
- test
- force
- sources
- primary
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
- G01M7/02—Vibration-testing by means of a shake table
- G01M7/022—Vibration control arrangements, e.g. for generating random vibrations
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
- G01M7/02—Vibration-testing by means of a shake table
- G01M7/06—Multidirectional test stands
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Description
Způsob a zařízení pro vibrační zkoušení rozměrných a poddajných dílů na jejich odolnost vibracímMethod and device for vibration testing of large and flexible parts for their resistance to vibrations
Oblast technikyField of technology
Vynález se týká způsobu a zařízení pro vibrační zkoušení rozměrných a poddajných dílů na jejich odolnost vibracím zařízením obsahujícím upínací zkušební rám, který je spojen přes zdroje síly se základnou a k němuž je připojen testovaný díl opatřený senzory vibrací, přičemž zdroje síly a senzory vibrací jsou propojeny s řídicím systémem.The invention relates to a method and a device for vibration testing of large and flexible parts for their vibration resistance by a device comprising a clamping test frame which is connected via force sources to a base and to which a test part provided with vibration sensors is connected, the force sources and vibration sensors being connected to control system.
Dosavadní stav technikyState of the art
Vibrační zkoušky jsou nedílnou součástí vývoje většiny produktů z oblasti strojírenství nebo elektroniky. Pro vibrační testování se v průmyslové praxi nejčastěji používá konstrukce, kdy generátor vibrací (shaker) přenáší sílu přes vibrační stůl na upnutý testovaný díl. V závislosti na hmotnosti testovaného dílu a celé konstrukce, zvoleném frekvenčním rozsahu a dalších parametrech je možné zvolit shaker ve formě elektrodynamického, hydraulického, pneumatického zařízení nebo zařízení s rotujícím nevývažkem. Existují též průmyslová řešení umožňující produkt vystavit změně teploty nebo vlhkosti. Charakter budicího signálu může být harmonický (sweep, chirp), náhodný se zastoupením požadovaných frekvencí (bílý šum), nebo je možné použít krátký impulz síly. Vyhodnocování pohybu testovaného vzorku se provádí zpravidla měřením akcelerometry na jednom či více místech.Vibration tests are an integral part of the development of most products in the field of engineering or electronics. For vibration testing, the most commonly used design in industrial practice is where a vibration generator (shaker) transmits power through a vibration table to a clamped test piece. Depending on the weight of the tested part and the whole structure, the selected frequency range and other parameters, it is possible to choose a shaker in the form of an electrodynamic, hydraulic, pneumatic device or a device with a rotating unbalance. There are also industrial solutions that allow the product to be exposed to changes in temperature or humidity. The character of the excitation signal can be harmonic (sweep, chirp), random with the representation of the required frequencies (white noise), or it is possible to use a short pulse of force. The evaluation of the movement of the tested sample is usually performed by measuring the accelerometer at one or more places.
Při výše popsaném vibračním testování ovlivňují zatížení testovaného vzorku modální vlastnosti vibračního stolu, upínacího zkušebního rámu a samotného testovaného dílu. Skutečná vibrační expozice testovaného dílu se tedy mění v závislosti na budicí frekvenci a modálních vlastnostech sestavy. Zvýšení mechanické tuhosti stolu a upínacího zkušebního rámu, což v běžných konstrukcích vede ke zvýšení hmotnosti, je jedna z možností, jak vliv jejich modálních vlastností minimalizovat. Tento postup má však za následek nutnost použití shakeru s vyšším výkonem i pro testovací vzorek menších rozměrů.In the vibration testing described above, the load of the test specimen is affected by the modal properties of the vibrating table, the clamping test frame and the test part itself. Thus, the actual vibration exposure of the test part varies depending on the excitation frequency and modal characteristics of the assembly. Increasing the mechanical rigidity of the table and the clamping test frame, which in conventional constructions leads to an increase in weight, is one of the ways to minimize the influence of their modal properties. However, this procedure necessitates the use of a higher performance shaker even for a test sample of smaller dimensions.
Jinou nevýhodou popsaného principu je způsob vyhodnocení pohybu testované součásti. Měřením jednoho místa na vzorku či vibračním stolu nezískáme kompletní přehled o pohybu testovaného vzorku. To má za následek, že některé části vzorku nepodstupují požadované zatížení. Existují postupy využívající měření zrychlení ve více bodech. Pro potřeby řízení primární budicí síly je využita průměrná hodnota z provedených měření, popř. je vybrán bod s nejvyšší hodnotou zrychlení. Tyto postupy nefungují požadovaným způsobem, protože zpravidla jeden nebo více z měřených bodů prochází zatížením mimo specifikovaný interval.Another disadvantage of the described principle is the method of evaluating the movement of the tested component. By measuring one place on the sample or vibrating table, we do not get a complete overview of the movement of the tested sample. As a result, some parts of the sample do not undergo the required load. There are procedures that use acceleration measurement at multiple points. For the needs of the control of the primary excitation force, the average value from the performed measurements is used, or the point with the highest acceleration value is selected. These procedures do not work as required because, as a rule, one or more of the measurement points passes through the load outside the specified interval.
Patent US 5979242 A (Gregg K. Hobbs) popisuje systém pro vibrační testování, ve kterém kombinace budicích a propojovacích modulů umožňuje nastavení modálních vlastností celého systému podle požadavků vibrační zkoušky. Propojené moduly mohou obsahovat různé typy pasivních a aktivních prvků umožňujících tvarování frekvenční charakteristiky systému. Tento systém využívá konceptu, kdy každý použitý budicí modul má za úkol generovat pouze část specifikovaného frekvenčního spektra. Takový postup je však nepraktický, neboť zkušební zařízení je určeno pro testování různorodých dílů a navrhované moduly je nutné navrhnout a sestavit pro každé nové uspořádání znovu.U.S. Pat. No. 5,976,942 A (Gregg K. Hobbs) discloses a vibration testing system in which a combination of excitation and interconnect modules allows the modal properties of the entire system to be adjusted according to vibration test requirements. The interconnected modules may contain different types of passive and active elements enabling the shaping of the frequency response of the system. This system uses the concept that each excitation module used has the task of generating only a part of the specified frequency spectrum. However, such a procedure is impractical because the test equipment is designed to test disparate parts and the proposed modules must be designed and reassembled for each new arrangement.
Patent WO 1998029723 Al (Gregg K. Hobbs) prezentuje modulární systém pro vibrační testování, jehož základními komponentami jsou tři moduly. Budicí, propojovací a upínací modul. K budicímu moduluje možné připojit aktuátory pro generování vibrací ve více směrech. Upínací modul slouží k upnutí testovaných komponent. Propojovací modul slouží k propojení zbylých dvou modulů. Propojení modulů může být realizováno různými způsoby: vytvořením vakua mezi styčnýmiWO 1998029723 A1 (Gregg K. Hobbs) discloses a modular vibration testing system, the basic components of which are three modules. Excitation, connection and clamping module. Actuators can be connected to the excitation modules to generate vibrations in multiple directions. The clamping module is used to clamp the tested components. The connection module is used to connect the other two modules. The interconnection of the modules can be realized in different ways: by creating a vacuum between the interfaces
-1 CZ 309142 B6 plochami, šrouby, pružnými či tlumicími prvky. Pomocí výše zmíněných prostředků je tedy možné naladit systém pro testování konkrétních vzorků v požadovaných podmínkách. Také tento přístup je nepraktický, neboť naladění mechanických parametrů jednotlivých modulů pro konkrétní sestavu je zdlouhavé, a navíc v průběhu zkoušky dochází k modálnímu přeladění mechanické sestavy.-1 CZ 309142 B6 surfaces, screws, spring or damping elements. Using the above-mentioned means, it is therefore possible to tune the system for testing specific samples under the required conditions. This approach is also impractical, as the tuning of the mechanical parameters of the individual modules for a particular assembly is time-consuming, and in addition, a modal retuning of the mechanical assembly occurs during the test.
V patentu DE 102016002188 AI je popsána konstrukce pro vibrační testování zejména lehčích komponent, jejímž hlavním atributem je nízká hmotnost vibračního stolu vyrobeného např. z kompozitních materiálů. Uprostřed stolu je umístěn rám pro uchycení testované komponenty. Rám je pohyblivý ve svislém směru a pomocí smýkadla je propojen s primárním generátorem vibrací. Díky nízké hmotnosti celé konstrukce jsou redukovány požadavky na vstupní síly generátoru vibrací a zároveň zatížení součásti je méně ovlivněno hmotností konstrukce. Navržené řešení však nevyhoví pro rozměrné a vysoce poddajné testované díly, a navíc není flexibilní.DE 102016002188 A1 describes a construction for vibration testing, in particular lighter components, the main attribute of which is the low weight of a vibrating table made, for example, of composite materials. In the middle of the table there is a frame for mounting the tested component. The frame is movable in the vertical direction and is connected to the primary vibration generator by means of a slider. Thanks to the low weight of the entire structure, the requirements for the input forces of the vibration generator are reduced and at the same time the load on the component is less affected by the weight of the structure. However, the proposed solution is not suitable for large and highly flexible tested parts and is not flexible.
Podstata vynálezuThe essence of the invention
Podstata vynálezu týkající se způsobu pro vibrační zkoušení rozměrných a poddajných dílů na jejich odolnost vibracím je uvedena v nárocích 1 až 7, podstata vynálezu týkající se zařízení pro vibrační zkoušení rozměrných a poddajných dílů na jejich odolnost vibracím je uvedena v nárocích 8 až 10.The invention relates to a method for vibration testing of large and flexible parts for their vibration resistance, and to claims 8 to 7, and to a device for vibration testing of large and flexible parts for their vibration resistance.
Výhodou tohoto vynálezu je kompenzace dynamické poddajnosti upínacího zkušebního rámu a testovaného dílu pomocí aktivních sekundárních zdrojů nebo pro jednotlivé frekvenční složky zkušebního spektra. Aktivní sekundární zdroj síly může být s výhodou uspořádán jako řízený dynamický hltič. Je tedy možné provést vibrační zkoušku poddajného testovaného dílu, aniž by došlo k přetěžování testovaného dílu v kmitnách jednotlivých tvarů kmitu při nebo blízko rezonanční frekvence. Další výhodou je ad-hoc optimalizace napojení sekundárních zdrojů síly pomocí zařízení pro měření vlastních tvarů kmitu sestavy na základě skenovacího vibrometru. Tato data jsou použita pro řízení primárního zdroje síly ve formě inverzního matematického modelu soustavy a původního modelu soustavy pro řízení sekundárních zdrojů síly. Další výhodou je, že vibrační expozici jsou testované díly podrobeny stejnoměrně v celém objemu a v celém zkušebním spektru.An advantage of the present invention is the compensation of the dynamic compliance of the clamping test frame and the tested part by means of active secondary sources or for individual frequency components of the test spectrum. The active secondary force source can advantageously be arranged as a controlled dynamic damper. Thus, it is possible to perform a vibration test of a flexible test piece without overloading the test piece in the oscillations of the individual oscillation shapes at or near the resonant frequency. Another advantage is the ad-hoc optimization of the connection of the secondary force sources by means of a device for measuring the actual oscillation shapes of the assembly on the basis of a scanning vibrometer. This data is used to control the primary force source in the form of an inverse mathematical model of the system and the original system model to control the secondary force sources. Another advantage is that the tested parts are subjected to the vibration exposure evenly throughout the volume and throughout the test spectrum.
Objasnění výkresůClarification of drawings
Na přiložených obrázcích je znázorněno zařízení pro provádění vibračních zkoušek rozměrných a/nebo poddajných dílů podle vynálezu, kde znázorňuje:The accompanying figures show a device for performing vibration tests of large and / or flexible parts according to the invention, in which it shows:
obr. 1 schéma zařízení s primárním zdrojem síly a sekundárními zdroji síly upevněnými spojovací tyčí mezi upínací zkušební rám a nosný rám;Fig. 1 is a diagram of a device with a primary force source and secondary force sources fixed by a connecting rod between the clamping test frame and the support frame;
obr. 2 schéma zařízení s primárním zdrojem síly a sekundárními zdroji síly upevněnými spojovacím vláknem mezi upínací zkušební rám a nosný rám;Fig. 2 is a diagram of a device with a primary force source and secondary force sources fixed by a connecting thread between the clamping test frame and the support frame;
obr. 3 schéma zařízení, kde sekundární zdroje síly jsou tvořeny aktivními hltiči;Fig. 3 is a diagram of a device where the secondary power sources are formed by active absorbers;
obr. 4 schéma zařízení, kde sekundární zdroje síly jsou tvořeny odpruženými elektromechanickými budiči upevněnými spojovacím vláknem mezi upínací zkušební rám a nosný rám;Fig. 4 is a diagram of the device, where the secondary power sources are formed by spring-loaded electromechanical exciters fixed by a connecting fiber between the clamping test frame and the supporting frame;
obr. 5 schéma zařízení, kde sekundární zdroje síly jsou tvořeny odpruženými elektromechanickými budiči upevněnými spojovací tyčí mezi upínací zkušební rám a nosný rám;Fig. 5 is a diagram of the device, where the secondary power sources are formed by spring-loaded electromechanical exciters fixed by a connecting rod between the clamping test frame and the supporting frame;
- 2 CZ 309142 B6 obr. 6 schéma zařízení se zabudovaným skenovacím vibrometrem před zabudováním sekundárních zdrojů síly; a obr. 7 toleranční pole podle požadovaného pohybu testovaného dílu ve frekvenční oblasti.Fig. 6 is a diagram of a device with a built-in scanning vibrometer before the installation of secondary power sources; and FIG. 7 shows a tolerance field according to the required movement of the test part in the frequency domain.
Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention
Na obr. 1 je znázorněno zařízení pro vibrační zkoušení rozměrných a poddajných dílů pomocí více zdrojů silového působení, kde na základně 18 je prostřednictvím vibroizolátorů 2 uspořádán primární zdroj 1 síly. K primárnímu zdroj i 1 síly j e připevněn vibrační stůl 3, na kterém j e upevněn upínací zkušební rám 4. Zkušební rám 4 je ve spojení s testovaným dílem 5 prostřednictvím upínacích úchytů 7. Mimo upínací zkušební rám 4 je k základně 18 připevněn nosný rám 15 sekundárních zdrojů 11 síly. Sekundární zdroje 11 síly jsou spojeny s upínacím zkušebním rámem 4 as nosným rámem 15 prostřednictvím spojovacích tyčí 12.Fig. 1 shows a device for vibration testing of large and flexible parts by means of several sources of force, where a primary force source 1 is arranged on the base 18 by means of vibration isolators 2. A vibrating table 3 is attached to the primary force source 1, on which a clamping test frame 4 is mounted. The test frame 4 is connected to the test part 5 by means of clamping clips 7. resources 11 forces. The secondary force sources 11 are connected to the clamping test frame 4 and to the support frame 15 by means of connecting rods 12.
Místa připojení sekundárních zdrojů 11 síly k upínacímu zkušebnímu rámu 4 jsou určena pomocí analýzy vlastních tvarů kmitu, které jsou získány laserovým skenovacím vibrometrem 14 znázorněným na obr. 6. Na testovaném dílu 5 nebo na upínacím zkušebním rámu 4 j sou uspořádány senzory 8 vibrací, které jsou propojeny s řídicím systémem 6. Místa umístění senzorů 8 vibrací jsou rovněž určena pomocí analýzy vlastních tvarů kmitu, které jsou získány laserovým skenovacím vibrometrem 14 znázorněným na obr. 6. S řídicím systémem 6 jsou dále propojeny primární zdroj 1 síly a sekundární zdroje 11 síly.The points of connection of the secondary force sources 11 to the clamping test frame 4 are determined by analyzing the actual oscillation shapes obtained by the laser scanning vibrometer 14 shown in Fig. 6. Vibration sensors 8 are arranged on the tested part 5 or on the clamping test frame 4 are connected to the control system 6. The locations of the vibration sensors 8 are also determined by analyzing the actual oscillation shapes, which are obtained by the laser scanning vibrometer 14 shown in Fig. 6. The primary force source 1 and the secondary force sources 11 are further connected to the control system 6. .
Na obr. 2 je patrné obdobné zařízení jako na obr. 1 s tím, že sekundární zdroje 11 síly jsou spojeny s upínacím zkušebním rámem 4 as nosným rámem 15 prostřednictvím spojovacích vláken 13.Fig. 2 shows a device similar to Fig. 1, with the secondary force sources 11 being connected to the clamping test frame 4 and to the supporting frame 15 by means of connecting fibers 13.
Na obr. 3 je znázorněno alternativní uspořádání zařízení pro vibrační zkoušení rozměrných a poddajných dílů pomocí více zdrojů silového působení, kde sekundární zdroje 11 síly jsou tvořeny aktivními hltiči 9 propojenými s řídicím systémem 6. Hltiče 9 obsahují seismickou hmotu připojenou tlumičem nebo jiným silovým prvkem s řízenou tuhostí k upínacímu zkušebnímu rámu 4. Řídicím systémem 6 jsou v koordinaci s řízením primárního zdroje 1 síly řízeny silové členy v jednotlivých aktivních hltiči ch 9, ve zpětné vazbě se signály ze senzorů 8 vibrací.Fig. 3 shows an alternative arrangement of a device for vibration testing of large and flexible parts by means of several force sources, where the secondary force sources 11 are formed by active dampers 9 connected to the control system 6. The dampers 9 comprise seismic mass connected by a damper or other force element with controlled stiffness to the clamping test frame 4. The control system 6, in coordination with the control of the primary force source 1, controls the force members in the individual active dampers 9, in feedback with signals from the vibration sensors 8.
Na obr. 4 a 5 je znázorněno zařízení obdobné jako na obr. 1 s tím, že sekundárním zdrojem síly jsou elektromechanické budiče 10 spojené s nosným rámem 15 a s upínacím zkušebním rámem 4 prostřednictvím spojovacích tyčí 12 - obr. 5 nebo spojovacích vláken 13 - obr. 4.Figures 4 and 5 show a device similar to Figure 1, with the secondary force source being electromechanical exciters 10 connected to the support frame 15 and to the clamping test frame 4 by means of connecting rods 12 - Fig. 5 or connecting fibers 13 - Figs. 4.
Obr. 6 znázorňuje schéma zařízení pro vibrační zkoušení v okamžiku před instalováním sekundárních zdrojů 11 síly, kdy k nosnému rámu 15 je připevněn skenovací vibrometr 14 určený pro zjištění vlastních tvarů kmitu a ostatních modálních vlastností pro aktuální sestavu celého upínacího rámu (4) včetně upevněného testovaného dílu 5 a primárního zdroje 1 síly, zejména pro stanovení polohy připojovacích míst sekundárních zdrojů 11 síly a senzorů 8 vibrací.Giant. 6 shows a diagram of the vibration testing device at the moment before the installation of the secondary force sources 11, when a scanning vibrometer 14 is attached to the support frame 15 to determine the actual vibration shapes and other modal properties for the current assembly of the whole clamping frame (4). and a primary force source 1, in particular for determining the position of the connection points of the secondary force sources 11 and the vibration sensors 8.
Na obr. 7 je znázorněna požadovaná frekvenční charakteristika zatěžování testovaného dílu, tedy jakou amplitudu zrychlení testovaného dílu musí řídicí systém 6 prostřednictvím působení primárního zdroje 1 síly a sekundárních zdrojů 11 síly zajistit pro každou frekvenční složku testovaného frekvenčního rozsahu.Fig. 7 shows the required frequency characteristic of the load of the tested part, i.e. what acceleration amplitude of the tested part the control system 6 must provide for each frequency component of the tested frequency range by the action of the primary force source 1 and the secondary force sources 11.
Před samotným vibračním zkoušením testovaných dílů 5 se definují meze požadovaného předepsaného zkušebního frekvenčního spektra 17 pohybu testovaného dílu 5, provede se prostřednictvím laserového skenovacího vibrometru 14 experimentální modální analýza soustavy primárního zdroje 1 síly, vibračního stolu 3, upínacího zkušebního rámu 4 a testovaného dílu 5, stanoví se připojovací místa minimálně dvou senzorů 8 vibrací na upínacím zkušebním rámu 4 tak, aby amplitudy vlastních tvarů kmitu sestavy ve vybraných místech a v celém předepsanémPrior to the vibration testing of the test parts 5, the limits of the required prescribed test frequency spectrum 17 of the test part 5 are defined. the connection points of at least two vibration sensors 8 on the clamping test frame 4 are determined so that the amplitudes of the actual oscillation shapes of the assembly at selected points and in the whole prescribed
-3CZ 309142 B6 zkušebním frekvenčním spektru zatěžování byly maximalizovány a do připojovacích míst jsou pomocí spojovacích tyčí 12 nebo vláken 13 připojeny sekundární zdroje 11 síly.-3GB 309142 B6 load frequency spectrum of the load have been maximized and secondary force sources 11 are connected to the connection points by means of connecting rods 12 or fibers 13.
Pohyb primárního zdroje 1 síly je ovládán řídicím systémem 6 na základě inverze modelu soustavy skládajícího se z primárního zdroje 1 síly, vibračního stolu 3, upínacího zkušebního rámu 4 a testovaného dílu 5. Model soustavy je získán pomocí experimentální modální analýzy provedené bezkontaktně laserovým skenovacím vibrometrem 14. Primárním zdrojem 1 síly se působí proti středisku hmotnosti testovaného dílu 5 spolu s upínacím zkušebním rámem 4 a sekundárním zdrojem 11 síly. Sekundárním zdrojem 11 síly se působí na testovaný díl 5 a upínací zkušební rám 4 ve směru působení primárního zdroje 1 síly v místech s největší amplitudou většiny vlastních tvarů kmitu soustavy primárního zdroje 1 síly, vibračního stolu 3 upínacího zkušebního rámu 4 a testovaného dílu 5, v definovaném frekvenčním spektru 17 zatěžování pro všechny body povrchu testovaného dílu 5.The movement of the primary force source 1 is controlled by the control system 6 based on the inversion of the system model consisting of the primary force source 1, vibrating table 3, clamping test frame 4 and test part 5. The system model is obtained by experimental modal analysis performed by non-contact laser scanning vibrometer 14 The primary force source 1 acts against the center of mass of the test part 5 together with the clamping test frame 4 and the secondary force source 11. The secondary force source 11 acts on the test piece 5 and the clamping test frame 4 in the direction of the primary force source 1 at the largest amplitude of most natural shapes of the primary force source system 1, vibrating table 3 of the clamping test frame 4 and the test piece 5. defined frequency spectrum 17 of load for all points of the surface of the tested part 5.
Pohyb sekundárních zdrojů 11 síly je koordinován řídicím systémem 6 tak, aby byl minimalizován relativní pohyb působiště primárního zdroje 1 síly a sekundárních zdrojů 11 síly. Sekundární zdroje 11 síly jsou napojeny do připojovacích bodů 16, jejichž poloha je určena podle kmiten vlastních tvarů kmitu v požadovaném frekvenčním spektru 17 zatěžování. Vlastní tvary kmitu soustavy primárního zdroje 1 síly, vibračního stolu 3, upínacího zkušebního rámu 4 a testovaného dílu 5 jsou získány pomocí experimentální modální analýzy skenovacím vibrometrem 14, pro každou sestavu testovaného dílu 5, upínacího zkušebního rámu 4, vibračního stolu 3 a primárního zdroje 1 síly ad-hoc, jak je znázorněno na obr. 6.The movement of the secondary force sources 11 is coordinated by the control system 6 so as to minimize the relative movement of the primary force source 1 and the secondary force sources 11. The secondary power sources 11 are connected to the connection points 16, the position of which is determined according to the oscillations of the actual oscillation shapes in the required frequency spectrum 17 of the load. The actual oscillation patterns of the primary force source system 1, vibrating table 3, clamping test frame 4 and test piece 5 are obtained by experimental modal analysis with a scanning vibrometer 14, for each assembly of test piece 5, clamping test frame 4, vibrating table 3 and primary source 1. ad-hoc forces, as shown in Figure 6.
Zdroje 1 a 11 silového působení jsou koordinovaně ovládány řídicím systémem 6 pracujícím ve zpětné vazbě se senzory 8 vibrací upevněnými na povrchu testovaného dílu 5. Senzory vibrací 8 mohou být s výhodou kolokovány s připojovacími body 16 sekundárních zdrojů síly 11. Zásahy řídicího systému 6 jsou nastaveny podle modelu celé sestavy, získaného pomocí experimentální modální analýzy skenovacím vibrometrem 14. a aktualizovány podle změn odezvy celé sestavy a průběhu dlouhotrvající zkoušky, která probíhá v cyklech.The force sources 1 and 11 are coordinated by the control system 6 operating in feedback with the vibration sensors 8 mounted on the surface of the tested part 5. The vibration sensors 8 can advantageously be collocated with connection points 16 of the secondary force sources 11. The interventions of the control system 6 are set according to the whole assembly model, obtained by experimental modal analysis with a scanning vibrometer 14. and updated according to the changes in the response of the whole assembly and the course of the long-term test, which takes place in cycles.
Sekundární zdroj 11 síly může být tvořen elektromechanickým budičem 10 připevněným k pevnému rámu 15 a připojeným k připojovacím bodům 16 na upínacím zkušebním rámu 4 pomocí spojovací tyče 12 nebo spojovacího vlákna 13 o vysoké tuhosti, s výhodou uhlíkového vlákna.The secondary power source 11 may be formed by an electromechanical exciter 10 attached to the fixed frame 15 and connected to the connection points 16 on the clamping test frame 4 by means of a connecting rod 12 or a high stiffness connecting fiber 13, preferably a carbon fiber.
Trajektorie pohybu testovaného dílu 5, stanovená podle předepsaného zkušebního spektra, je řídicím systémem 6 prováděna cyklicky a průběhy akčních zásahů primárního zdroje 1 i sekundárních zdrojů 11 síly jsou po každém cyklu modifikovány řídicím systémem 6 tak, aby bylo předepsané zkušební spektrum 17 dodrženo s rostoucí přesností.The trajectory of the tested part 5, determined according to the prescribed test spectrum, is performed cyclically by the control system 6 and the action sequences of the primary source 1 and secondary force sources 11 are modified by the control system 6 after each cycle so that the prescribed test spectrum 17 is observed with increasing accuracy. .
Hmota a tuhost sekundárních zdrojů 11 síly ve formě hltičů 9 se nastaví pro přiblížení jejich výsledné pasivní vlastní frekvence vlastní frekvenci celé soustavy primárního zdroje 1 síly, vibračního stolu 3, upínacího zkušebního rámu 4 a testovaného dílu 5, získané pomocí experimentální modální analýzy.The mass and stiffness of the secondary force sources 11 in the form of girders 9 are adjusted to approximate their resulting passive natural frequency to the frequency of the whole system of primary force source 1, vibrating table 3, clamping test frame 4 and test part 5 obtained by experimental modal analysis.
Při spojení sekundárních zdrojů 11 síly s připojovacím místem vlákny 13 je pohyb sekundárních zdrojů 11 síly je řízen tak, aby vlákna 13 byla trvale namáhána výhradně tahovou silou.When the secondary force sources 11 are connected to the connection point by the fibers 13, the movement of the secondary force sources 11 is controlled so that the fibers 13 are permanently stressed exclusively by the tensile force.
Claims (9)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020551A CZ2020551A3 (en) | 2020-10-12 | 2020-10-12 | Method and device for vibration testing of large and flexible parts for their resistance to vibrations |
| PCT/CZ2021/000035 WO2022078532A1 (en) | 2020-10-12 | 2021-07-12 | A method and equipment for vibration testing of large and pliable components for their resilience to vibrations |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020551A CZ2020551A3 (en) | 2020-10-12 | 2020-10-12 | Method and device for vibration testing of large and flexible parts for their resistance to vibrations |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ309142B6 true CZ309142B6 (en) | 2022-03-02 |
| CZ2020551A3 CZ2020551A3 (en) | 2022-03-02 |
Family
ID=77626891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2020551A CZ2020551A3 (en) | 2020-10-12 | 2020-10-12 | Method and device for vibration testing of large and flexible parts for their resistance to vibrations |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2020551A3 (en) |
| WO (1) | WO2022078532A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3651688A (en) * | 1969-05-24 | 1972-03-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Vibration force exciting method and apparatus |
| GB2501545A (en) * | 2012-04-27 | 2013-10-30 | Kun-Ta Lee | Impact assembly with at least two impact generating devices |
| CZ26071U1 (en) * | 2013-09-20 | 2013-11-07 | Comtes Fht A.S. | Device for testing suspensions of turbine blades under multiaxial load |
| CN110006612A (en) * | 2019-04-24 | 2019-07-12 | 哈尔滨工业大学 | A kind of contactless hot-die state pilot system and method |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4181029A (en) * | 1978-04-19 | 1980-01-01 | Hughes Aircraft Company | Multi-axis, complex mode pneumatically actuated annular frame shaker for quasi-random pneumatic vibration facility |
| US5969256A (en) | 1996-12-26 | 1999-10-19 | Hobbs; Gregg K. | Modular vibration system |
| US5979242A (en) | 1998-04-20 | 1999-11-09 | Hobbs Engineering Corporation | Multi-level vibration test system having controllable vibration attributes |
| EP2390644B1 (en) * | 2010-05-31 | 2015-09-16 | Siemens Industry Software NV | Method and system for determining static and/or dynamic, loads using inverse dynamic calibration |
| DE102016002188A1 (en) | 2016-04-07 | 2017-10-12 | Boris Schneidhuber | Lightweight construction device for combined vibration testing of components |
| CN107132015A (en) * | 2017-06-16 | 2017-09-05 | 华南理工大学 | A kind of vibration measurement of flexible board and control device and method |
| CN107121254B (en) * | 2017-06-16 | 2019-04-16 | 北京强度环境研究所 | A kind of large size guided missile on-hook vibration rig and method |
| RU2662255C1 (en) * | 2017-09-08 | 2018-07-25 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Multi-segment non-rigid structures modal tests performance method |
| CN110895186B (en) * | 2019-11-28 | 2023-04-11 | 北京机电工程研究所 | Vibration system comprising a plurality of vibration tables and vibration test method |
| CN110884682A (en) * | 2019-12-04 | 2020-03-17 | 中国直升机设计研究所 | Ground test system for actively controlling multidirectional vibration reduction efficiency by helicopter vibration |
-
2020
- 2020-10-12 CZ CZ2020551A patent/CZ2020551A3/en unknown
-
2021
- 2021-07-12 WO PCT/CZ2021/000035 patent/WO2022078532A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3651688A (en) * | 1969-05-24 | 1972-03-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Vibration force exciting method and apparatus |
| GB2501545A (en) * | 2012-04-27 | 2013-10-30 | Kun-Ta Lee | Impact assembly with at least two impact generating devices |
| CZ26071U1 (en) * | 2013-09-20 | 2013-11-07 | Comtes Fht A.S. | Device for testing suspensions of turbine blades under multiaxial load |
| CN110006612A (en) * | 2019-04-24 | 2019-07-12 | 哈尔滨工业大学 | A kind of contactless hot-die state pilot system and method |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| (S. Ahmad, A. Suman, T. Sidharth, Ganesh Pawar, Vikas Kumar, N.S. Vyas; Structural Integrity Analysis and Life Estimation of a Gas Turbine Bladed-Disc; Procedia Structural Integrity Volume 17 ISSN: 2452-3216; https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452321619303075?via%3Dihub) 2019 * |
| (Vít Pawlik; Pokročilé řízení vibrační zkoušky; diplomová práce; https://dspace.cvut.cz/bitstream/handle/10467/89944/F2-DP-2020-Pawlik-Vit-text.pdf?sequence=-1&isAllowed=y) 04.09.2020 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022078532A1 (en) | 2022-04-21 |
| CZ2020551A3 (en) | 2022-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5979242A (en) | Multi-level vibration test system having controllable vibration attributes | |
| RU2603787C1 (en) | Test bench for vibroacoustic tests of specimens and models | |
| Krall et al. | Investigation of the dynamic behaviour of CFRP leaf springs | |
| Wang et al. | An FBG-based 2-D vibration sensor with adjustable sensitivity | |
| JP7295242B2 (en) | Apparatus and method for determining mechanical properties of test objects | |
| Lei et al. | A high-precision two-dimensional micro-accelerometer for low-frequency and micro-vibrations | |
| De Barros et al. | Evaluation of a vibration text fixture | |
| Sonawane et al. | Modal analysis of single rectangular cantilever plate by mathematically, FEA and experimental | |
| CZ309142B6 (en) | Method and device for vibration testing of large and flexible parts for their resistance to vibrations | |
| CZ34689U1 (en) | Mechatronic test frame for vibration tests | |
| Dahale et al. | Assessment of Boundary Conditions for FEA of Mounting Bracket Using Co-relation with Experimental Results | |
| Sanliturk et al. | Friction dampers: measurement, modelling and application to blade vibration control | |
| Sadati et al. | Identification of a nonlinear joint in an elastic structure using optimum equivalent linear frequency response function | |
| Li et al. | Structural Design and Characteristic Research of Product Vibration Test Fixture Based on High Frequency Response Characteristics | |
| RU2653554C1 (en) | Method of vibroacoustic tests of specimens and models | |
| Kersch et al. | Fixture Modifications for Effective Control of an Electrodynamic 3D-Shaker System. | |
| CN108031642A (en) | A kind of more excitation systems and its power output adjusting method for modal test | |
| Singh et al. | Free Vibration Analysis on cantilever beam-a review | |
| Augustyn et al. | Influence of the suspension shape on the dynamic characteristics of the electrodynamic shakers | |
| Niţă et al. | Mechatronics educational systems in vibration field | |
| Zanellati et al. | Fatigue strength of S355JC steel under harmonic and random bending torsion loading by a tri-axis shaker: Preliminary experimental results | |
| Robertson et al. | Recent results and conclusions from tests of the UIM blade non-magnetic damper | |
| Marques et al. | An Overview of Fatigue Testing Systems for Metals under Uniaxial and Multiaxial Random Loadings. Metals 2021, 11, 447 | |
| RU198252U1 (en) | Vibration bench for studying vibration protection methods | |
| RU2729175C1 (en) | Method for vibration testing of articles |