Vorwort

Die Ziele und Grundsätze der Normung in der Russischen Föderation sind im Bundesgesetz vom 27. Dezember 2002 Nr. festgelegt. 184-FZ „Über technische Vorschriften“ und die Regeln für die Anwendung nationaler Normen der Russischen Föderation – GOST R 1.0-2004 „Standardisierung in der Russischen Föderation. Grundbestimmungen»

Über den Standard

1 ERSTELLT von der Offenen Aktiengesellschaft „Wissenschaftliches Forschungszentrum für Kontrolle und Diagnose technischer Systeme“ (JSC „SRC KD“) auf der Grundlage ihrer eigenen authentischen Übersetzung der in Absatz 4 genannten Norm

2 EINGEFÜHRT vom Technischen Komitee für Normung TC 183 „Vibration und Schock“

3 GENEHMIGT UND EINGEFÜHRT DURCH die Verordnung Nr. 640-st vom 18. Dezember 2008 der Bundesagentur für technische Regulierung und Metrologie

4 Diese Norm wurde im Vergleich zur internationalen Norm IEC 60068-2-80:2005 „Expositionstests“ geändert. Teil 2-80. Tests. Testen Sie Fi. Vibrationen, die Effekte unterschiedlicher Art kombinieren“ (IEC 60068-2-80:2005 „Umweltprüfungen – Teil 2-80: Tests – Test Fi: Vibration – Gemischter Modus“) durch die Einführung technischer Abweichungen, deren Erläuterung in der Einleitung gegeben wird diesem Standard entsprechen.

Der Titel dieser Internationalen Norm wurde zur Anpassung an den Titel dieser Internationalen Norm geändert GOST R 1.5-2004 (Ziffer 3.5)

5 ZUM ERSTEN MAL VORGESTELLT

Informationen über Änderungen dieser Norm werden im jährlich erscheinenden Informationsindex „National Standards“ veröffentlicht.A Text der Änderungen und Ergänzungen- in den monatlich erscheinenden Informationsverzeichnissen „National Standards“. Im Falle einer Überarbeitung (Ersetzung) oder Aufhebung dieser Norm wird eine entsprechende Mitteilung im monatlich erscheinenden Informationsindex „Nationale Normen“ veröffentlicht. Relevante Informationen, Mitteilungen und Texte werden auch im öffentlichen Informationssystem veröffentlicht- auf der offiziellen Website des Bundesamtes für technische Regulierung und Metrologie im Internet

Einführung

Diese Internationale Norm legt ein Prüfverfahren für die Vibrationsfestigkeit und Vibrationsbeständigkeit von Maschinen und Geräten aller Art fest, die im Betrieb breitbandigen Vibrationen komplexer Form ausgesetzt sind.

Die Testmethode beinhaltet den Einsatz digitaler Steuerungssysteme zur Reproduktion breitbandiger Zufallsschwingungen in Kombination mit harmonischen und/oder schmalbandigen Zufallsschwingungen. Zur Umsetzung dieser Methode werden überwiegend elektrodynamische oder hydraulische Vibrationsständer eingesetzt.

Die Ergebnisse von Vibrationsprüfungen hängen von der Qualifikation des sie durchführenden Personals ab, über die sowohl der Kunde als auch der Prüfer Bescheid wissen sollten. Als reproduzierbare Anregung sind bei der Erstellung eines Prüfverfahrens solche Schwingungseinwirkungen anzugeben, die den tatsächlichen Einsatzbedingungen des Produktes entsprechen.

Gegenüber der internationalen Norm IEC 60068-2-80:2005 wird diese Norm durch Verweise in Kursivschrift ergänzt und weist auf ihren Platz im Normenwerk GOST 30630 hin, vereint durch die gemeinsame Gruppenüberschrift „Methoden zur Prüfung der Beständigkeit gegenüber äußeren Einflussfaktoren“. von Maschinen, Geräten und anderen technischen Produkten“.

NATIONALER STANDARD DER RUSSISCHEN FÖDERATION

Einführungsdatum – 01.01.2010

1 Einsatzbereich

Diese Norm gilt für Maschinen, Geräte und andere technische Produkte aller Art (im Folgenden „Produkte“ genannt) und legt Prüfanforderungen fest, um deren Fähigkeit zu überprüfen, den Auswirkungen breitbandiger Vibrationen komplexer Form standzuhalten.

Der Zweck der Tests besteht darin, die Fähigkeit des Produkts zu bestätigen, den in den Normen oder technischen Spezifikationen für Produkte (im Folgenden als Regulierungsdokumente bezeichnet) festgelegten Vibrationseinflüssen ohne nennenswerte Schäden (Vibrationsbeständigkeitstests) und Verschlechterung seiner Leistungsmerkmale standzuhalten (Vibrationsfestigkeitsprüfungen). Gleichzeitig wird empfohlen, bei der Einstellung der reproduzierbaren Vibration die Daten von Messungen zu verwenden, die unter den tatsächlichen Einsatzbedingungen des Produkts durchgeführt wurden.

Gemäß dieser Internationalen Norm durchgeführte Tests erkennen Ermüdungsschäden, die durch die Einwirkung von breitbandigen Vibrationen komplexer Form entstehen, um die Eignung des Produkts zu beurteilen. Darüber hinaus kann diese Internationale Norm zum Nachweis der mechanischen Festigkeit eines Produktdesigns verwendet werden.

Diese Internationale Norm soll bei der Prüfung von Produktproben verwendet werden, die während des Transports oder Betriebs (z. B. in einem Luft- oder Raumfahrzeug) zufälligen Vibrationen in Kombination mit anderen Arten zufälliger oder deterministischer Effekte ausgesetzt sein können, und zwar auch dann, wenn Prüfung von Produkten im Versandbehälter, wenn dieser als integraler Bestandteil des Produkts angesehen werden kann,

Diese Norm wird in Verbindung mit angewendet GOST 30630.0.0, das allgemeine Anforderungen für die Prüfung der Auswirkungen externer Faktoren festlegt.

2 Normative Verweise

Diese Norm verwendet normative Verweise auf die folgenden Normen:

3.9.1 bedeutet Kontrolle(Mittelungsstrategie): Eine Methode zur Bestimmung des Steuersignals durch Mittelung für jede Frequenzkomponente über alle Testpunkte.

3.9.2 Kontrolle Von extremer Wert(Extremstrategie): Eine Methode zur Bestimmung des Steuersignals durch Auswahl des Extremwerts des gesteuerten Parameters für jede Frequenzkomponente über alle Testpunkte.

3.10 MAX/SUMME: Eine Methode zur Angabe der spektralen Beschleunigungsdichte (siehe 3.14) für schmalbandige Zufallsschwingungen, die unter Testbedingungen vor dem Hintergrund breitbandiger Zufallsschwingungen reproduziert werden.

Notiz - MAX bedeutet, dass die Spektraldichte der Beschleunigung des wiedergegebenen Signals die Einhüllende der überlagerten Spektraldichten der Beschleunigung von breitbandigen und schmalbandigen Zufallssignalen ist; SUMME bedeutet, dass die spektrale Beschleunigungsdichte des wiedergegebenen Signals die Summe der spektralen Beschleunigungsdichten von breitbandigen und schmalbandigen Zufallssignalen ist.

3.11 Scheitelfaktor(Crest-Faktor): Das Verhältnis des Spitzenwerts zum RMS-Wert des Signals.

3.12 Überlagerungsstrategie(Superpositionsstrategie): Eine Strategie, die eine Methode zur Berechnung der spektralen Beschleunigungsdichte einer reproduzierten Schwingung für jede Frequenzkomponente aus einem gegebenen harmonischen Signal und der spektralen Beschleunigungsdichte eines Zufallssignals definiert.

3.13 minus Peakbreite 3 dB(-3 dB Bandbreite): Die Bandbreite zwischen zwei Frequenzgangpunkten liegt bei 0,708 ihres Maximalwerts, vorausgesetzt, dass der Frequenzgang in diesem Frequenzband einen einzelnen Resonanzpeak beschreibt.

3.14Beschleunigungsspektraldichte (Beschleunigungsspektraldichte); SPL: Frequenzfunktion, definiert als Grenzverhältnis des mittleren Quadrats des Werts des Beschleunigungssignals, nachdem es einen Schmalbandfilter durchlaufen hat, dessen geometrische mittlere Frequenz mit der angegebenen übereinstimmt, zur Filterbandbreite, wie die Bandbreite tendiert Null und die Mittelungszeit bis unendlich.

3.15 Voreingenommenheit(Bias-Fehler): Der systematische Fehler bei der Schätzung der spektralen Beschleunigungsdichte eines Zufallssignals oder der Amplitude eines harmonischen Signals.

Notiz - Bei einem Zufallssignal ist die Verschiebung auf die endliche Auflösung des Signals in der Frequenz zurückzuführen, die der verwendeten Verarbeitungsmethode innewohnt, und bei einem harmonischen Signal (gemischt mit Zufallsrauschen) auf die Endlichkeit des Mittelungsintervalls.

3.16 Spektraldichte der Steuersignalbeschleunigung(Spektraldichte der Kontrollbeschleunigung): Die spektrale Beschleunigungsdichte des am Kontrollpunkt gemessenen Signals (real oder imaginär).

3.17 Steuersystemschaltung(Steuerungssystemschleife): Ein elektronischer Pfad, der es Ihnen ermöglicht, eine Kombination der folgenden Vorgänge auszuführen:

Digitalisierung des Signals am Kontrollpunkt;

Signalverarbeitungsverfahren;

3.20 Fehler bei der Reproduktion der Beschleunigungsspektraldichte(Fehler Beschleunigungsspektraldichte): Die Differenz zwischen der gegebenen Beschleunigungsspektraldichte und der Beschleunigungsspektraldichte des Steuersignals.

3.21 Korrektur(Entzerrung): Ein Verfahren zur Minimierung des Fehlers bei der Reproduktion der Beschleunigungsspektraldichte.

3.22 Roll-off bei hohen Frequenzen(endgültige Steigung): Diagramm einer gegebenen spektralen Beschleunigungsdichte bei den darüber liegenden Frequenzen f2(siehe Abbildung 1).

3.23 Frequenzauflösung(Frequenzauflösung): Breite des Frequenzinkrementintervalls in Bezug auf die spektrale Beschleunigungsdichte (ausgedrückt in Hertz).

Notiz - Dieser Wert ist umgekehrt proportional zur Länge der Signalaufzeichnung, die bei der digitalen Analyse verwendet wird. Die Anzahl der Inkrementintervalle stimmt mit der Anzahl der Spektrallinien in einem bestimmten Frequenzbereich überein.

3.24 beobachtete Beschleunigungsspektraldichte(angezeigte spektrale Beschleunigungsdichte): Eine Schätzung der spektralen Beschleunigungsdichte auf dem Analysegerät, einschließlich Instrumentenfehler, Zufallsfehler und Offset.

3.25 Abfall bei niedrigen Frequenzen(anfängliche Steigung): Diagramm einer gegebenen spektralen Beschleunigungsdichte bei Frequenzen darunter f1(siehe Abbildung 1).

3.26 instrumenteller Fehler(Instrumenteller Fehler): Die Reihe von Fehlern, die von jedem analogen Gerät im Front-End des Steuerungssystems und jedem analogen Gerät im Steuerungssystem verursacht werden.

3.27 zufälliger Fehler(zufälliger Fehler): Ein Fehler in der Schätzung der spektralen Beschleunigungsdichte, der von einer Messung zur nächsten variiert und auf eine endliche Signalmittelungszeit und eine endliche Filterbandbreite zurückzuführen ist.

3.28 Signalaufzeichnung(Aufzeichnung): Eine Reihe von Prozessproben, die in regelmäßigen Abständen entnommen werden und bei der Implementierung des Fast-Fourier-Transformationsverfahrens verwendet werden.

3.29 Reproduzierbarkeit(Reproduzierbarkeit) die Nähe der Ergebnisse von Messungen derselben Größe mit demselben Wert, durchgeführt:

verschiedene Methoden;

Verwendung verschiedener Messgeräte;

verschiedene Betreiber;

Zu verschiedenen Zeitpunkten ist der Abstand zwischen ihnen viel länger als die Zeit einer Messung;

Verschiedene Möglichkeiten zur Nutzung verfügbarer Test- und Messwerkzeuge.

Notiz - Der Begriff „Reproduzierbarkeit“ wird auch dann verwendet, wenn nur eine oder mehrere der oben genannten Bedingungen berücksichtigt werden.

3.30 Effektivwert(Root-Mean-Square-Wert): Die Quadratwurzel des mittleren Quadrats der Funktion über ein bestimmtes Intervall (für die Spektraldichte ist dieses Intervall das Frequenzband dazwischen). f1 Und f2- cm. ).

Notiz - Bei dieser Prüfmethode kann der Effektivwert für verschiedene Anregungsarten berechnet werden: ein reiner breitbandiger Zufallsprozess, eine Kombination aus breitbandigem Zufallsprozess und harmonischen Prozessen ( SoR ) oder eine Menge von zwei Zufallsprozessen ( RoR ) – siehe (Anhang B).

3.31 gesteuerter Parameter(Signalwert): Wert der spektralen Beschleunigungsdichte für die Zufallskomponente des reproduzierbaren Prozesses oder Amplitude für die harmonische Komponente des reproduzierbaren Prozesses.

3.32 Standardabweichung(Standardabweichung): Charakteristisch für ein zufälliges Zeitsignal, das für ein Vibrationssignal gleich dem Effektivwert ist (da der Durchschnittswert des Vibrationssignals als Null angenommen wird).

3.33 statistische Genauigkeit(statistische Genauigkeit): Das Verhältnis der wahren Beschleunigungsspektraldichte zur beobachteten.

Notiz - Dieses Merkmal wird nur auf die Zufallskomponente des reproduzierbaren Prozesses angewendet.

3.34 statistischer Freiheitsgrad(statistische Freiheitsgrade): Eine Größe, die die Eigenschaften der Schätzung der spektralen Beschleunigungsdichte charakterisiert, die aus zufälligen Stichproben durch die Methode der Zeitmittelung erhalten wird, und von der Frequenzauflösung und der Zeitmittelung abhängt.

3.35 Schaukelzyklus(Frequenzen) (Sweep-Zyklus): Bewegen (Sweep) über einen bestimmten Frequenzbereich einmal in jede Richtung (z. B. von 5 auf 500 Hz und zurück auf 5 Hz).

Notiz - Im Gegensatz zum Sweep-Zyklus bedeutet ein einzelner Frequenz-Sweep, sich durch das Frequenzband nur in eine Richtung zu bewegen: nach oben oder unten in der Frequenz.

3.36 Schwunggeschwindigkeit (Frequenz)(Sweep-Rate): Die Rate, mit der sich die Frequenz eines harmonischen Signals ändert, gemessen entweder in Oktaven pro Minute (Oktave/Min) oder Hertz pro Sekunde (Hz/s).

3.37 wahre spektrale Beschleunigungsdichte(wahre spektrale Beschleunigungsdichte): Spektrale Dichte der auf die Probe wirkenden Beschleunigung.

4 Allgemeine Prüfanforderungen

4.1 AllgemeinesBestimmungen

Die festgelegten Anforderungen an Prüfmittel gelten für alle Prüfmittel in ihrer Gesamtheit. Im Falle einer Vibrationsmaschine vom elektrodynamischen oder hydraulischen Typ umfasst diese Ausrüstung einen Leistungsverstärker, einen Schüttler mit Probenhalter und ein Steuerungssystem.

Schwingungen des Rütteltisches in der vorgegebenen Richtung und in Querrichtung sollten entweder vor Versuchsbeginn überprüft oder während der Versuche über einen zusätzlichen Kanal im Steuerungssystem kontrolliert werden. Im normativen Dokument für die Prüfung sollten die Werte der reproduzierbaren Vibrationen und die Reihenfolge der Maßnahmen während der Prüfung festgelegt werden.

Die standardisierte Testmethode umfasst die folgenden Schritte (angewandt auf die Anregung in jede der angegebenen Richtungen):

Exposition der Probe bei Vibrationseinwirkung in einem bestimmten Modus;

Abschließende Messungen zur erneuten Bestimmung der dynamischen Reaktion der Probe (siehe ) und Vergleich mit dem Ergebnis der ersten Messung, um mögliche mechanische Schäden zu identifizieren.

Wenn das dynamische Verhalten des Prüflings bekannt oder uninteressant ist, kann es sein, dass das normative Dokument Anforderungen an die Untersuchung dynamischer Eigenschaften nicht oder nur in begrenztem Umfang festlegt.

4.2 Steuerungssystem

Das Testmanagement erfordert den Einsatz einer speziellen Software, die die Datenanalyse und das Testmanagement in verschiedenen Anregungsmodi ermöglicht.

Die im Regulierungsdokument für die Prüfung festgelegten reproduzierbaren Schwingungen müssen an allen Befestigungspunkten der Probe annähernd gleich und translatorisch sein. Kann die Bedingung identischer Schwingungen an verschiedenen Befestigungspunkten nicht erfüllt werden, kommt eine Mehrpunkt-Prüfsteuerung zum Einsatz.

Die reproduzierbare Bewegung muss für die Zufallskomponente eine Gaußverteilung aufweisen und für die periodische Schwingungskomponente harmonisch sein.

Die Querschwingung wird entweder vor der Prüfung überprüft, indem die Probe mit zufälligen oder harmonischen Schwingungen angeregt wird, deren Stärke im Regulierungsdokument festgelegt ist, oder während der Prüfung über einen zusätzlichen Kanal des Steuersystems gesteuert.

Der Wert des gesteuerten Parameters bei jeder Frequenz an jedem Testpunkt und in jeder Richtung senkrecht zur Richtung der Hauptbewegung sollte den eingestellten Wert im Frequenzbereich über 500 Hz und im Frequenzbereich bis 500 Hz nicht überschreiten sollte den Pegel nicht überschreiten, der 3 dB unter diesem eingestellten Wert liegt. Der Effektivwert der Beschleunigung (über das gesamte Frequenzband) für jede Richtung senkrecht zur angegebenen Fahrtrichtung darf 50 % dieses Wertes für die angegebene Fahrtrichtung nicht überschreiten. Beispielsweise kann in einem Regulierungsdokument für kleine Proben die Anforderung festgelegt werden, dass der Wert des kontrollierten Parameters der Querschwingung den um 3 dB verringerten Wert desselben Parameters für reproduzierbare Bewegung nicht überschreitet.

Bei Proben mit großen Abmessungen oder großen Massen kann es schwierig sein, die Grenzwerte für Querschwingungen über den gesamten Prüffrequenzbereich einzuhalten. Schwierigkeiten bei der Einhaltung der festgelegten Grenzwerte können auch dann auftreten, wenn das normative Dokument Prüfungen in einem weiten Dynamikbereich vorschreibt. In diesem Fall sollte im Regulierungsdokument eine der folgenden Formulierungen verwendet werden: „Querschwingungen, die ein bestimmtes Maß überschreiten, müssen aufgezeichnet und im Prüfbericht angegeben werden“ oder „Querschwingungen werden nicht überwacht“.

Die Probe muss entsprechend den Anforderungen auf dem Rütteltisch fixiert werden GOST 30630.0.0 .

4.6 Messsystem

Die Eigenschaften des Messsystems sollten die Möglichkeit bieten, die Erfüllung der Bedingung zu überprüfen, dass der wahre Wert des Schwingungsparameters am Kontrollpunkt in einer bestimmten Bewegungsrichtung die festgelegte Toleranz nicht überschreitet.

Die Messgenauigkeit wird maßgeblich vom Frequenzgang des Messkreises beeinflusst, der einen Vibrationssensor, ein Anpassungsgerät sowie Datenerfassungs- und -verarbeitungsgeräte umfasst. Die untere Grenze des Frequenzbereichs des Messsystems sollte 0,5 nicht überschreiten f1, eine Obergrenze – sollte nicht kleiner als 2 sein f2(cm. ). Im angegebenen Frequenzbereich muss die Amplituden-Frequenz-Kennlinie des Messsystems innerhalb von ±5 % konstant sein.

5 Anforderungen an reproduzierbare Schwingungen

Das in dieser Internationalen Norm festgelegte Prüfverfahren besteht darin, die Probe breitbandigen Zufallsschwingungen in Kombination mit schmalbandigen Zufallsschwingungen oder harmonischen Schwingungen oder beiden auszusetzen. Ein Regulierungsdokument kann vorsehen, dass die Anregung durch schmalbandige zufällige oder harmonische Schwingungen mit einem Frequenzdurchlauf in einem bestimmten Bereich erfolgt. Bei der Durchführung dieser Art von Tests sollte Folgendes berücksichtigt werden.

Das normative Dokument sollte eine Methode zur Festlegung des Schweregrades der Testbedingungen für zufällige Vibrationen festlegen: MAX oder SUM.

Das Beschleunigungsspektrum kann sein:

Überlagerung der Spektren von breitbandiger Zufallsschwingung, schmalbandiger Zufallsschwingung und harmonischen Komponenten für Regelungssysteme, bei der das harmonische Signal als Spektrallinie angegeben wird;

Überlagerung breitbandiger zufälliger Schwingungen und schmalbandiger zufälliger Schwingungsspektren sowie unabhängiger harmonischer Schwingungen für Steuerungssysteme, bei denen das harmonische Signal kontinuierlich im Frequenzbereich erzeugt wird.

Instrumenteller Fehler bei der Schätzung der spektralen Beschleunigungsdichte an den Kontroll- und Testpunkten im Frequenzintervall von f1 Vor f2 darf ±3 dB relativ zur angegebenen Beschleunigungsspektraldichte nicht überschreiten. Diese Toleranz berücksichtigt keine zufälligen Fehler und Verzerrungen. Aus Testergebnissen können zufällige Fehlermerkmale berechnet werden.

RMS-Wert der Beschleunigung im Bereich von f1 Vor f2, direkt gemessen oder berechnet, darf nicht um mehr als ±10 % vom Effektivwert für eine gegebene spektrale Beschleunigungsdichte abweichen. Dies gilt sowohl für das Signal am realen als auch im imaginären Referenzpunkt.

Bei einzelnen Frequenzen oder bei Proben mit großen Abmessungen oder großen Massen kann es schwierig sein, diese Anforderungen zu erfüllen. In diesem Fall kann das Regulierungsdokument breitere Toleranzgrenzen festlegen.

Der Rückgang der spektralen Beschleunigungsdichte sollte bei niedrigen Frequenzen mindestens plus 6 dB/Oktave und bei hohen Frequenzen nicht mehr als minus 24 dB/Oktave betragen [siehe. (Anhang B)].

Für den Frequenzdurchlauftest müssen die Toleranzen für die frequenzveränderlichen Spektralkomponenten dieselben sein wie für die Breitbandschwingungskomponenten. Bei hohen Schwunggeschwindigkeiten ist dies jedoch möglicherweise nicht möglich. In diesem Fall müssen Toleranzen für Spektralkomponenten im Regulierungsdokument festgelegt werden.

Der Momentanwert der Beschleunigung am Referenzpunkt sollte nach einem Gesetz nahe der Gaußschen Verteilung verteilt sein, wie in Abbildung 2 dargestellt. Dies sollte bei der Kalibrierung des Systems bestätigt werden. Die Art der Signalverteilung bei Vorhandensein einer harmonischen Komponente ist in dargestellt.

σ - Standardabweichung

Abbildung 2 – Zufallssignal, nahezu normal, mit einem bestimmten Grenzpegel

Die Abschaltung des Antriebssignals muss mindestens 2,5 rms betragen (siehe ). Sie müssen sicherstellen, dass die Zeitwellenform am Testpunkt Spitzen enthält, die den angegebenen RMS-Wert um mindestens das Dreifache überschreiten, sofern im entsprechenden Regulierungsdokument nichts anderes angegeben ist.

Wenn ein Signal an einem imaginären Testpunkt zur Steuerung verwendet wird, gilt die obige Crest-Faktor-Anforderung für alle Testpunkte, deren Signale zur Erzeugung des Steuersignals verwendet werden.

Die Wahrwird aus der zweiminütigen Realisierung des Signals am Kontrollpunkt zu Beginn, in der Mitte und am Ende des Tests berechnet.

Die statistische Genauigkeit wird durch die Anzahl der statistischen Freiheitsgrade bestimmt N d und Konfidenzniveau (siehe Abbildung 3). Die statistische Anzahl der Freiheitsgrade wird durch die Formel bestimmt

Wo In e- Frequenzauflösung, Hz;

T ein- effektive Mittelungszeit, s.

Bedeutung N d sollte nicht weniger als 120 betragen, es sei denn, das entsprechende Regulierungsdokument sieht eine andere Anforderung vor.

Wenn das Regulierungsdokument Konfidenzniveaus festlegt, die beim Testen eingehalten werden müssen, sollten die Daten in Abbildung 3 zur Berechnung der statistischen Genauigkeit verwendet werden.

Abbildung 3 – Statistische Genauigkeit der Wiedergabe der spektralen Beschleunigungsdichte in Abhängigkeit von der Anzahl der Freiheitsgrade für verschiedene Werte der Konfidenzwahrscheinlichkeit

Frequenzauflösung Sei, Hz, hängt von der maximalen Taktfrequenz des Steuerungssystems und der Anzahl der Linien im Signalspektrum ab P:

Wo f hjgh- maximale Taktfrequenz des Steuerungssystems, Hz, die nicht weniger als das Doppelte betragen sollte f2(cm. );

P ist die Anzahl der Spektrallinien, die gleichmäßig über den Frequenzbereich bis verteilt sind f hjgh .

Die Frequenzauflösung muss durch ein Regulierungsdokument festgelegt werden [siehe. Siehe auch Auflistung h)].

1 - rein harmonisches Signal; 2 - harmonische und zufällige (SPU - 0,1 m 2 / s 3) Signale; 3 - harmonische und zufällige (SPU - 1 m 2 /s 3) Signale; 4 - harmonische und zufällige Signale (SPU – 5 m 2 /s 3); 5 - rein zufälliges Signal (SPU - 5 m 2 / s 3)

Abbildung 4 – Wahvon harmonischen (Amplitude 50 m/s 2 , Frequenz 120 Hz) und zufälligen (im Bereich von 20 bis 200 Hz) Signalen sowie deren Kombinationen

5.1.4.1 Kombination von Breitband- und Schmalband-Zufallssignalen In e werden so gewählt, dass:

Eine der Spektrallinien fiel mit zusammen f1, und die erste Spektrallinie lag nicht höher als 0,5 f1;

Zwei Spektrallinien bestimmten die Form der Abnahme der spektralen Dichte der Beschleunigung des Schmalbandsignals.

Wenn die oben genannten Anforderungen zwei unterschiedliche Werte ergeben In e, und wählen Sie dann die kleinste davon aus.

Hinweis – Auswahl IN ebeinhaltet einen Kompromiss zwischen dem Wunsch, das Anregungsspektrum besser zu beschreiben, und der Notwendigkeit, die Geschwindigkeit des Steuerungssystems sicherzustellen. Darüber hinaus erfordert eine Erhöhung der Wobbelgeschwindigkeit möglicherweise eine höhere Frequenzauflösung, um die Kontrolle über den gesamten Wobbelfrequenzbereich zu behalten.

5.1.4.2 Kombination von harmonischen und zufälligen Signalen

INe werden so gewählt, dass eine der Spektrallinien mit übereinstimmt f1, und die erste Spektrallinie lag nicht höher als 0,5 f1.

Der Frequenzdurchlauf des harmonischen Signals sollte möglichst kontinuierlich sein. Für Steuerungssysteme, bei denen sich die Frequenz des harmonischen Signals schrittweise ändert, In e sollte nicht mehr als 0,1 % betragen f hoch .

Beim Wobbeln der Frequenz einer harmonischen Komponente, die vor dem Hintergrund zufälliger Schwingungen wiedergegeben wird, wird normalerweise ein digitaler Trackingfilter verwendet, um deren Amplitude abzuschätzen. Mit diesem Filter können Sie einen erheblichen Teil der Zufallskomponente abschneiden. In jedem Fall enthält die Amplitudenschätzung jedoch einen Anteil zufälligen Rauschens bei Frequenzen, die in der Nähe der Frequenz des harmonischen Signals liegen. Darüber hinaus ist der Anteil dieses Zufallsfehlers umso größer, je größer das Verhältnis der spektralen Dichte der Beschleunigung eines Zufallssignals zur Hälfte des Quadrats der Amplitude des harmonischen Signals (auch Leistungsverhältnis genannt) ist. Durch die Reduzierung der Bandbreite des Tracking-Filters wird der Zufallsfehler verringert, dies geht jedoch mit einer Erhöhung der Anzahl der Abtastwerte einher, über die die Mittelung durchgeführt wird.

Wenn die Probe eine scharfe Resonanz mit hohem Q aufweist, führt eine Erhöhung der Anzahl der Proben zu einer erheblichen Verschiebung der Antwortschätzung.

Toleranzen für die Amplitude der harmonischen Komponenten, die vor dem Hintergrund zufälliger Schwingungen wirken, müssen größer sein als der Gesamtfehler, der Zufallsfehler, Offset, Steuerkreisfehler und Instrumentenfehler umfasst.

Untersuchungen des Frequenzgangs der Probe werden im gesamten Testfrequenzbereich gemäß GOST 30630.1.1 durchgeführt.

6 Schweregrad der Testbedingungen

Der Schweregrad der Testbedingungen wird durch eine Kombination der folgenden Parameter bestimmt:

Testfrequenzbereich;

Werte der spektralen Beschleunigungsdichte von Breitbandschwingungen;

Die Form der Spektraldichtekurve der Breitbandschwingungsbeschleunigung;

Frequenzbereiche schmalbandiger Zufallsschwingungen;

Harmonische Schwingungskomponenten;

Frequenzschwinggeschwindigkeit;

Dauer der Vibrationseinwirkung.

Diese Parameter müssen durch das entsprechende Regulierungsdokument auf eine der folgenden Arten bestimmt werden:

Durch Auswahl aus den in 6.1 angegebenen Werten - ;

Basierend auf den bekannten Betriebsbedingungen des Produkts, wenn diese deutlich unterschiedliche Parameterwerte ergeben.

Notiz - Bei der Bestimmung des Pegels zufälliger oder harmonischer Schwingungen aus Aufzeichnungen realer Beobachtungen ist zu beachten, dass die verwendeten Datenkompressionsverfahren die Amplitudenverhältnisse der Signale erheblich verfälschen können.

Es wird empfohlen, die Grenzwerte des Prüffrequenzbereichs, die durch das normative Dokument festgelegt werden müssen, aus dem Bereich auszuwählen .... 1; 2; 5; 10; 20; 50. Unterer Grenzwert f1 sollte nicht weniger als 1 Hz betragen und der Wert der Obergrenze sein f2 sollte nicht mehr als 5000 Hz betragen.

Der Wert der spektralen Beschleunigungsdichte im Bereich zwischen f1 Und f2(siehe) in (m / s 2) 2 / Hz wird aus der Reihe ... 1 ausgewählt; 2; 5; 10. Der Mindestwert beträgt 0,01, der Höchstwert 100.

Notiz - Wenn die spektrale Beschleunigungsdichte in der Einheit der Erdbeschleunigung ausgedrückt wirdGP, dann für die Zwecke dieser Norm nehmenGP = 10 m/s 2 .

Für diesen Test wird die Form der spektralen Beschleunigungsdichtekurve als flacher oberer Abschnitt definiert (siehe ). In besonderen Fällen ist es zulässig, dass die Bescheine andere Form hat. In diesem Fall sollte der Typ dieser Funktion im normativen Dokument definiert werden. Wenn der Testfrequenzbereich in Teilbereiche unterteilt ist, in denen die spektrale Beschleunigungsdichte jeweils als konstanter Wert angegeben ist, sollten die Grenzen der Teilbereiche und die Werte der spektralen Beschleunigungsdichte aus den angegebenen Werten ausgewählt werden in 6.1.1 und 6.1.2. Das entsprechende normative Dokument sollte auch die Kurventypen im Diagramm der spektralen Beschleunigungsdichte definieren und die konstanten Niveaus dieser Funktion in benachbarten Teilbändern verbinden.

Die Dauer der Vibrationseinwirkung in Minuten (Stunden oder Tagen), die durch ein Regulierungsdokument festgelegt werden muss, wird empfohlen, aus dem Bereich ... 1 zu wählen; 2; 5; 10. mit einer Toleranz von + 5 %.

Die Verordnung legt die Anzahl der zufälligen Vibrationsbänder fest, die der breitbandigen Hintergrundvibration hinzugefügt werden sollen.

Für jede Spur müssen Sie Folgendes festlegen:

a) Bandbreite (sollte nicht weniger als 0,5 % und nicht mehr als 10 % des Breitband-Zubetragen). Die untere Grenze des Frequenzbandes darf nicht unter der doppelten Frequenzauflösung liegen;

b) untere und obere Grenze des Sweep-Zyklus;

c) Sweep-Geschwindigkeit in Oktave/Minute oder Hz/s oder Zeit zum Abschluss eines Sweep-Zyklus;

d) Anzahl der Schwingzyklen oder Dauer der Einwirkung von Schmalbandvibrationen;

e) Gesetz der Frequenzänderung: linear oder logarithmisch;

f) anfängliche Richtung der Frequenzänderung (nach oben oder unten);

g) der Wert der spektralen Beschleunigungsdichte innerhalb des Bandes;

h) die Strategie (SUMME oder MAX), die bei der Auswahl des Befür die Schmalbandschwingung in Kombination mit der Breitbandschwingung verwendet wird.

Das normative Dokument sollte die Anzahl der harmonischen Komponenten festlegen, die vor dem Hintergrund breitbandiger Zufallsschwingungen angeregt werden sollen. Für diese harmonischen Komponenten muss Folgendes ermittelt werden:

a) ob ihre Frequenzen ein Vielfaches voneinander sind oder nicht und wie die Phasenbeziehungen zwischen ihnen sind.

Notiz - Phasenbeziehungen werden für das Antriebssignal bestimmt und können aufgrund von Verzerrungen, die durch die Übertragungsfunktionen des Schüttlers, der Halterung und der Probe selbst verursacht werden, von den Phasenbeziehungen im Beschleunigungssignal abweichen;

b) untere und obere Grenze des Sweep-Zyklus;

c) Sweep-Geschwindigkeit in Oktave/min oder Hz/s oder Zykluszeit,

d) die anfängliche Richtung der Frequenzänderung (nach oben oder unten) und die Start- und Endzeiten für jede Komponente;

e) die Abhängigkeit der Änderung der Amplitude jeder Komponente von der Frequenz;

f) Anzahl der Wobbelzyklen oder Dauer der Einwirkung jeder harmonischen Komponente;

g) Frequenzänderungsgesetz: linear oder logarithmisch;

h) Frequenzwerte bei Anregung durch harmonische Schwingungen bei festen Frequenzen;

i) Amplituden von Komponenten bei festen Frequenzen.

Wenn Sweep nicht verwendet wird, werden die Parameter in b), c), d), f) und g) nicht angegeben. Das Regulierungsdokument sollte angeben, welche Methode der Anregung durch harmonische Schwingungen verwendet wird.

7 Anfängliche Stabilisierung

Die Notwendigkeit einer anfänglichen Stabilisierung der Probe unter Bedingungen der Vibrationsanregung und die Bedingungen für diese Anregung sollten im entsprechenden Regulierungsdokument festgelegt werden.

8 Erste Messungen

Das Muster muss einer Sichtprüfung, Maßkontrolle und Leistungsprüfung gemäß den einschlägigen Vorschriften unterzogen werden.

9 Testen

Die Tests werden in der im Regulierungsdokument festgelegten Reihenfolge durchgeführt und umfassen die folgenden Schritte:

Erste Untersuchung (falls erforderlich) des Frequenzgangs der Probe;

Geringe Vibrationsanregung zur Vornahme erforderlicher Einstellungen;

Exposition in den etablierten Schwingungsanregungsmodi;

Abschließende Untersuchung (falls erforderlich) des Frequenzgangs der Probe.

Sofern das normative Dokument nichts anderes vorsieht, wird die Probe der Reihe nach in jeder der bevorzugten Vibrationseinwirkungsrichtungen angeregt. Die Reihenfolge der Wahl der Erregungsrichtung spielt keine Rolle, sofern sie nicht ausdrücklich im Regulierungsdokument festgelegt ist. Wenn die Probe in einer Position getestet wird, die repräsentativ für ihre Betriebsbedingungen ist, muss die Methode zur Platzierung der Probe in dieser Position festgelegt werden.

Das Steuersignal muss aus Messungen an einem einzelnen Testpunkt für die Einpunktsteuerung oder an mehreren Testpunkten für die Mehrpunktsteuerung gewonnen werden.

Im letzteren Fall muss im Regulierungsdokument eine der folgenden Kontrollmethoden festgelegt werden:

Nach Durchschnittswert;

Nach Durchschnittswert mit Korrektur;

Nach Maximal- oder Minimalwert.

Bei jeder Kontrollmethode ist der Kontrollwettlauf imaginär.

Muss ein Produkt, das für den Betrieb mit Schwingungsisolatoren vorgesehen ist, ohne diese geprüft werden, so ändert sich der Schärfegrad der Prüfbedingungen entsprechend. Das normative Dokument kann angeben, wie der Schweregrad der ohne Schwingungsisolatoren durchgeführten Testbedingungen geändert werden kann.

Wenn es gesetzlich vorgeschrieben ist, führen Sie eine Frequenzgangstudie an mindestens einem Punkt der Probe durch. Die Anzahl der Punkte, für die der Frequenzgang bestimmt werden soll, sollte im normativen Dokument angegeben werden.

Die Untersuchung des Frequenzgangs kann durch Anregung der Probe mit harmonischen oder zufälligen Schwingungen im Prüffrequenzbereich gemäß GOST 30630.1.1 erfolgen. Der Grad der Erregung sollte im normativen Dokument definiert werden.

Der Vibrationspegel bei der Untersuchung des Frequenzgangs wird so gewählt, dass die Reaktion der Probe schwächer ist als bei Vibrationseinwirkung im Haupttestmodus, aber ausreichend, um kritische Frequenzen zu erkennen.

Wenn Forschung durch Anregung harmonischer Schwingungen durchgeführt wird, sollte die Frequenzänderungsrate eine Oktave pro Minute nicht überschreiten. Um die Form des Frequenzgangs genauer zu bestimmen, kann die Sweep-Geschwindigkeit reduziert werden. Eine unzumutbar lange Anregung durch Vibration bei einer Frequenz sollte vermieden werden.

Bei Untersuchungen mit zufälliger Anregung sollte man bedenken, dass die Anregungszeit ausreichend sein sollte, um zufällige Schwankungen in der Reaktion zu minimieren. Die Frequenzauflösung muss ausreichend sein, um die Form der Resonanzspitze zufriedenstellend zu beschreiben. Es wird empfohlen, dass bei minus 3 dB mindestens fünf Spektrallinien pro Peakbreite vorhanden sind.

Ein Regulierungsdokument kann eine Anforderung festlegen, dass die Probe während der Untersuchung des Frequenzgangs in einem bestimmten Modus betrieben werden muss. Wenn die Leistung der Probe die Bestimmung der Schwingungseigenschaften beeinträchtigt, führen Sie zusätzliche Untersuchungen des Frequenzgangs bei außer Betrieb befindlicher Probe durch. Als Ergebnis der Studie sollten alle kritischen Frequenzen einer bestimmten Probe ermittelt und im Prüfbericht wiedergegeben werden.

9.3 Vibrationsanregung auf niedrigem Niveau

Vor der Prüfung im Hauptmodus kann es zur vorläufigen Analyse und Signalkorrektur erforderlich sein, die Probe mit einer Zufallsschwingung auf einem niedrigeren Niveau anzuregen. In diesem Stadium ist es wichtig, die spektrale Beschleunigungsdichte auf einem minimalen Niveau zu halten.

Die Dauer der Voranregung durch Zufallsschwingung kann wie folgt sein:

Bei 12 dB RMS-Beschleunigung unter dem eingestellten Wert: keine zeitliche Begrenzung;

Bei einem Effektivwert der Beschleunigung 6 - 12 dB unter dem eingestellten Wert: nicht mehr als 1,5-mal höher als die eingestellte Belichtungszeit im Haupttestmodus;

Bei einem RMS-Wert der Beschleunigung 0 bis 6 dB unter dem eingestellten Wert: nicht mehr als 10 % der eingestellten Verweilzeit im Haupttestmodus.

Die Dauer der Voranregung durch zufällige Vibrationen darf nicht von der angegebenen Dauer der Vibrationsexposition im Hauptprüfmodus abgezogen werden.

9.4.1 Allgemeine Bestimmungen

Manchmal ist das Produkt unter realen Betriebsbedingungen durch den Betrieb von Maschinen, deren Komponenten (Rotorblätter, Zahnräder, Propeller, Kolben usw.) hin- und hergehende oder rotierende Bewegungen ausführen, quasiperiodischen Vibrationen ausgesetzt. Wenn diese Wirkungsform vorherrscht, ist sie durch eine breitbandige zufällige Schwingung mit der Auferlegung einer schmalbandigen Schwingung oder harmonischer Schwingungen eines höheren Niveaus gekennzeichnet.

9.4.2 Anregung durch schmalbandige und breitbandige Zufallsschwingung (SoR)

Die Anregung der Probe erfolgt durch eine breitbandige Hintergrundschwingung, der eine oder mehrere schmalbandige Zufallsschwingungen mit überstreichenden geometrischen Mittelfrequenzen überlagert sind.

Der Schweregrad der Testbedingungen in diesem Modus wird durch die in und eingestellten Parameter bestimmt.

In einigen Fällen erfolgt die Anregung ohne Überstreichen. Dann unterscheiden sich Tests dieser Art kaum von Tests nach GOST 30630.1.9. Die Notwendigkeit der Verwendung eines Frequenz-Sweeps sollte im Regulierungsdokument festgelegt werden.

9.4.3 Anregung durch harmonische und breitbandige Zufallsschwingungen (SoR)

Die Anregung der Probe erfolgt durch breitbandige Zufallsschwingungen, denen eine oder mehrere harmonische Schwingungen mit schwankenden Frequenzen überlagert sind.

Der Schweregrad der Prüfbedingungen in diesem Modus wird durch die in 6.1 und 6.1 angegebenen Parameter bestimmt.

In einigen Fällen erfolgt die Anregung ohne Überstreichen. Dann sind die Parameter in 6.3 b), c), d), f) und g) nicht spezifiziert. Die Notwendigkeit der Verwendung eines Frequenz-Sweeps sollte im Regulierungsdokument festgelegt werden.

9.4.4 Anregung durch harmonische, schmalbandige Zufalls- und breitbandige Zufallsschwingung (SoRoR)

Die Probenanregung in diesem Modus ist eine Kombination der Bedingungen in 9.4.2 und 9.4.3. Im Einzelnen muss die Art der Anregung durch das entsprechende Regulierungsdokument festgelegt werden.

Wenn die Verordnung eine anfängliche Untersuchung des Frequenzgangs der Probe vorschreibt, kann sie auch verlangen, dass ähnliche Untersuchungen nach Abschluss der Tests im Hauptmodus durchgeführt werden, um sie mit den Ergebnissen der anfänglichen Studie zu vergleichen und mögliche Änderungen und Schäden an der Probe zu ermitteln Probe. Die abschließende Untersuchung des Frequenzgangs erfolgt auf genau die gleiche Weise, an den gleichen Punkten und mit den gleichen Anregungsparametern wie die erste. Die zu ergreifenden Maßnahmen, wenn eine Diskrepanz zwischen den Ergebnissen der ersten und endgültigen Studie festgestellt wird, sollten im entsprechenden Regulierungsdokument festgelegt werden.

10 Zwischenmessungen

Wenn das normative Dokument festlegt, dass die Probe während des Tests funktionieren muss, kann dasselbe Dokument die Notwendigkeit festlegen, Messungen der Leistungsmerkmale der Probe während ihres Betriebs durchzuführen.

11 Endgültige Stabilisierung

Aufgrund von Vorschriften kann es erforderlich sein, der Probe nach dem Test etwas Zeit zu geben, ihre Eigenschaften (z. B. Temperatur) wiederherzustellen, bevor endgültige Messungen durchgeführt werden.

12 Endgültige Messungen

Die Probe muss einer Sichtprüfung, Maßkontrolle und Leistungsprüfung gemäß den Anforderungen des entsprechenden Regulierungsdokuments unterzogen werden.

Dasselbe Dokument sollte Kriterien für die Annahme oder Ablehnung der Probe festlegen.

13 Informationen im entsprechenden normativen Dokument

14 Angaben im Prüfbericht

Der Prüfbericht muss mindestens folgende Angaben enthalten:

Notiz - Sollen die Prüfergebnisse beispielsweise in chronologischer Reihenfolge mit Angabe der Prüfparameter, Beobachtungen während der Prüfung, ergriffener Maßnahmen und Messtabellen aufgezeichnet werden, so wird in diesen Fällen in der Regel ein Prüfprotokoll geführt. Das Prüfprotokoll kann dem Prüfbericht beigefügt werden.

Anhang A
(Referenz)
Allgemeine Informationen zu Prüfungen mit einer Kombination verschiedener Arten von Vibrationseinwirkungen

A.1 Allgemeines

Prüfmethoden für zufällige und harmonische Schwingungen sind in GOST 30630.1.9 und festgelegt GOST 30630.1.2 jeweils. In diesem Anhang werden die Merkmale von Tests erörtert, die eine Kombination dieser beiden Arten von Effekten verwenden. Mit den derzeit verfügbaren digitalen Steuerungssystemen können Sie die komplexesten Steuerungsstrategien für alle möglichen Kombinationen von Zufalls- und Harmonischensignalen implementieren. Beispielsweise können sich die Frequenzen verschiedener Harmonischer (sowie die geometrischen Mittelfrequenzen schmalbandiger Zufallsprozesse) bei einer Frequenzschwankung aufeinander zubewegen und sich schneiden. Dies verkompliziert die mathematische Beschreibung der Prozesse und erschwert die Bereitstellung der erforderlichen Regelgenauigkeit, was die Annahme einiger Kompromisslösungen erfordert.

A.2 Kombination von Breitband- und Schmalband-Zufallssignalen (feste geometrische Mittelfrequenz).

Vibrationen dieser Art unterscheiden sich im Wesentlichen nicht von den in GOST 30630.1.9 betrachteten breitbandigen Zufallsvibrationen und erfordern keine Änderung der Prüfmethode.

Die Toleranzen für Schmalbandspektren bleiben unverändert. Zusätzliche Überlegungen erfordern möglicherweise nur Abschnitte der Konjugation von Schmalband- und Breitbandspektren. Wenn diese Bereiche nur eine oder zwei Spektrallinien enthalten und der Unterschied zwischen den Beschleunigungsspektraldichten für Breitband- und Schmalbandschwingungen groß ist, können die Toleranzen in diesen Bereichen erhöht werden, um die Reproduktion der erforderlichen Schwingungen zu erleichtern im Prüfbericht widerspiegeln.

A.3 Kombination von Breitband- und Schmalband-Zufallssignalen (Sweep).

Das Hauptkontrollproblem bei der Anregung dieser Art von Vibration ist die Notwendigkeit, die Schwinggeschwindigkeit und die effektive Mittelungszeit in der Rückkopplungsschleife aufeinander abzustimmen. Wenn die Schwinggeschwindigkeit hoch und die Mittelungszeit lang ist, wird der Effekt der Unschärfe von Spektrallinien beobachtet, wenn die Energie einer Spektrallinie in benachbarte „fließt“. In diesem Fall geht die rechteckige Form des Spektrums des Schmalbandsignals verloren und das Steuerungssystem kann den Test abbrechen, da einige Spektrallinien außerhalb der Toleranz liegen.

Das Steuersystem, das am Ausgang eine neue spektrale Beschleunigungsdichte erzeugt, führt beispielsweise eine exponentielle Mittelung über eine Stichprobe von Werten aus dem vorherigen Signal durch, wodurch die Steuerstabilität sichergestellt werden kann. Die Anzahl der berücksichtigten Freiheitsgrade hängt in diesem Fall von der Verstärkung im Rückkopplungskreis ab – je kleiner ihr Wert, desto länger ist das Zeitintervall für eine signifikante Änderung der Schätzung erforderlich, d.h. desto stabiler ist das System.

Beim Durchsuchen eines Schmalbandsignals können die vorherigen Signalwerte, die in der vom Schätzungsberechnungsalgorithmus verwendeten Stichprobe enthalten sind, hoch genug sein, damit die Schätzung der spektralen Beschleunigungsdichte die Toleranzgrenzen überschreitet, gefolgt von einem Teststopp. Dies kann durch Erhöhen des Rückkopplungsfaktors vermieden werden, was einer Verringerung der Anzahl gemittelter Werte entspricht (Verringerung der effektiven Mittelungszeit in der Rückkopplungsschleife), was jedoch zu einem Verlust der Regelstabilität führen kann.

Daher ist es in jedem Einzelfall in Bezug auf den Rückkopplungskoeffizienten erforderlich, einen Kompromisswert zu bestimmen.

Wenn das Labor über die entsprechende Ausrüstung verfügt, kann es sinnvoll sein, das Vibrationssignal am Kontrollpunkt aufzuzeichnen und es mit verschiedenen Spektralanalysealgorithmen weiterzuverarbeiten. An den Bedingungen der bereits bestandenen Prüfungen ändert sich dadurch natürlich nichts, es wird aber möglich, mit der anschließenden Abbildung dieser Bedingungen im Prüfbericht genau zu klären, welche Prüfbedingungen umgesetzt wurden.

A.4 Kombination eines Breitbandsignals mit einem harmonischen Signal mit fester Frequenz

Die Auswahl der harmonischen Komponente eines Signals aus seiner Mischung mit einem Breitbandsignal durch das Steuersystem ist im Allgemeinen eine schwierige Aufgabe. Diese Aufgabe wird einfacher, wenn das Verhältnis der Amplitude des harmonischen Signals zum Effektivwert des Zufallssignals groß ist. Wenn dieses Verhältnis abnimmt, kann sich die Genauigkeit der Extraktion der harmonischen Komponente verschlechtern, wie im folgenden Beispiel gezeigt.

BEISPIEL Für die Studie wurden drei Arten digitaler Steuerungssysteme verwendet. Die Testparameter blieben in allen Fällen unverändert.

Zufällige Vibration:

- Frequenzbereich: 10- 2000 Hz

- Bes(konstant): 0,005; 0,01;0,05 /Hz,

- Frequenzauflösung (maximal möglich): 1 Hz,

- Anzahl der Freiheitsgrade (maximal möglich): 120,

Harmonische Schwingung:

- Amplitude: 5 gn,

- Häufigkeit: 20; 160; 380 Hz.

Bei Tests mit konstanter Frequenz der harmonischen Schwingung wurden Anregungen bei allen möglichen Kombinationen der Höhe der spektralen Beschleunigungsdichte und der Amplitude des harmonischen Signals für jeweils 60 s verwendet.

Das Ausgangssignal des Steuerungssystems wurde einem Digitalrekorder mit einer Abtastrate von 12,5 kHz zugeführt. Diese Daten wurden an einen Computer übertragen, um die spektrale Beschleunigungsdichte zu berechnen. Bei der Computeranalyse wurden folgende Parameterwerte verwendet:

- Frequenzbereich: 10 - 2000 Hz,

- Frequenzauflösung: 1 Hz,

- Anzahl der Freiheitsgrade: 120,

- Probendauer: 60 s.

Beispiele für die Berechnung des Diagramms der spektralen Beschleunigungsdichte für eines der Steuerungssysteme und verschiedene Anregungsfrequenzen harmonischer Schwingungen sind in den Abbildungen A.1 und A.2 dargestellt.

Abbildung A.1 – Harmonisches Signal bei 160 Hz

Abbildung A.2 – Harmonisches Signal bei 380 Hz

Tabelle A.1 gibt die Werte der spektralen Beschleunigungsdichte bei der geometrischen Mittelfrequenz des Frequenzbereichs für alle Messungen an. Aus diesen Werten werden die quadratischen Mittelwerte der Beschleunigung berechnet und in der letzten Spalte deren Abweichungen vom theoretischen Wert in Prozent angezeigt. Diese Abweichung kann die Qualität der Reproduktion harmonischer Anregungen charakterisieren. Da nur RMS-Werte verglichen werden, können keine Rückschlüsse auf die Qualität der Sinuswellenformwiedergabe gezogen werden.

Um Informationen darüber zu erhalten, wie groß die Abweichung von der Periodizität im angeregten harmonischen Signal ist, wurde die Autokorrelationsfunktion für jedes 5-Sekunden-Intervall des Vibrationssignals berechnet. Beispiele für solche Berechnungen für zwei verschiedene Hintergrundrauschpegel sind in Abbildung A.3 dargestellt.

1 - SPU: 0,01 /Hz; 2- Schalldruckpegel: 0,005 /Hz

Abbildung A.3 – Autokorrelationsfunktion für eine Mischung aus zufälligem Rauschen und einem harmonischen Signal bei einer Frequenz von 160 Hz

Tabelle A.1 – Geschätzte spektrale Beschleunigungsdichte bei der Frequenz eines harmonischen Signals in seiner Mischung mit einem breitbandigen Zufallssignal

Anschließend wurden für jede Messung die Quadrate der Amplitude für den Zeitpunkt 5 bestimmt T-Autokorrelationsfunktion, wobei T- Periode des harmonischen Signals. Diese Werte sind in Tabelle A.2 angegeben. Abweichungen in Prozent vom theoretischen Wert sind in der letzten Spalte dieser Tabelle angegeben.

Tabelle A.2 – Geschätzte Autokorrelationsfunktion A für eine Mischung aus harmonischen und breitbandigen Zufallssignalen

Solche Berechnungen sind nur anwendbar, wenn die Anregung mit einer festen Frequenz erfolgt, die genau mit einer der Spektrallinien übereinstimmt. Liegt kein solcher Zufall vor, wird ein Leistungsverlust des Spektralpeaks beobachtet, der 17 % erreichen kann, wenn diese Frequenz genau in der Mitte zwischen den Spektrallinien liegt. Dieser Fehler ist jedoch systematisch und kann durch entsprechende Algorithmen kompensiert werden.

A.5 Kombination eines Breitbandsignals mit einem harmonischen Signal mit Frequenzsweep

Die Diskussion in Abschnitt A.4 gilt für diese Art von Schwingung. Wenn sich außerdem die Frequenz des harmonischen Signals ändert, kann ein erheblicher zusätzlicher Fehler auftreten, der hauptsächlich auf den Algorithmus zur Mittelung der spektralen Beschleunigungsdichte zurückzuführen ist, dessen Anwendung nur für berechnet wird ein rein zufälliges Signal. Ein solcher Algorithmus ermöglicht keine Schätzung der Amplitude der harmonischen Komponente der sich ändernden Frequenz. Daher kann es erforderlich sein, eine Analyse durchzuführen, bei der die Extraktion der harmonischen Komponente ein separater Schritt wäre.

A.6 Kombination breitbandiger und schmalbandiger Zufallssignale mit harmonischen Signalen bei festen und variierenden Frequenzen

Diese Form der Anregung ist für die Analyse der schwierigste Fall, da zusätzliche Komplexität nicht nur durch die möglichen Schnittpunkte der sich ändernden Frequenzen der harmonischen Komponenten, sondern auch durch die Schnittpunkte der schmalbandigen Komponenten des Zufallssignals gegeben ist.

Es wird empfohlen, eine solche Anregung nur im Notfall und nur unter Beteiligung erfahrener und qualifizierter Fachkräfte durchzuführen. Andernfalls kann die Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit der Testergebnisse in Frage gestellt werden.

Die Sicherstellung der Reproduzierbarkeit von Testergebnissen ist eine Herausforderung. Aufgrund der statistischen Natur des Zufallssignals, der komplexen Probenreaktion und Analysefehlern ist es nicht möglich, mit Sicherheit vorherzusagen, ob die tatsächliche spektrale Beschleunigungsdichte, die auf die Probe angewendet wird, innerhalb bestimmter Toleranzen mit der beobachteten spektralen Beschleunigungsdichte übereinstimmt. Dies erfordert eine komplexe und zeitaufwändige Analyse, die nicht in Echtzeit durchgeführt werden kann.

Die Eigenschaften der meisten digitalen Steuerungssysteme, die zum Testen mit einer Kombination von Vibrationseffekten unterschiedlicher Art verwendet werden können, sind einander ähnlich. Durch Variation mehrerer wählbarer Parameter des Steuersystems kann man Schätzungen der statistischen Genauigkeit der reproduzierbaren Bewegung erhalten, die durch die Differenz zwischen der wahren und der beobachteten spektralen Beschleunigungsdichte gekennzeichnet ist. Die endgültige Wahl sollte es ermöglichen, diesen Unterschied (ohne Berücksichtigung anderer Fehlerquellen) auf ein Minimum zu reduzieren.

Die Korrektur der anfänglichen spektralen Beschleunigungsdichte ist ein wiederkehrender Vorgang, der mithilfe der Rückkopplungsschleife des Steuersystems implementiert wird. Dabei hängt die effektive Signalmittelungszeit bei diesem Verfahren von mehreren Faktoren ab, wie der Zusammensetzung der Ausrüstung, der Übertragungsfunktion des Gesamtsystems, der Form der spezifizierten Beschleunigungsspektraldichte, dem Steueralgorithmus und den Testparametern die vor diesen Tests ausgewählt werden müssen. Zu diesen Testparametern gehören die maximale Analysefrequenz, die Frequenzauflösung und der Abschaltpegel des Antriebs.

Der Zufallsollte einen Kompromiss zwischen der Steuerungsgenauigkeit und der effektiven Signalmittelungszeit (Geschwindigkeit der Rückkopplungsschleife) bieten. Eine hohe Regelgenauigkeit impliziert eine Erhöhung der Anzahl der im wiederkehrenden Verfahren verwendeten Daten und dementsprechend eine Verringerung der Geschwindigkeit der Rückkopplungsschleife, d.h. Verlangsamung der Reaktion auf Änderungen der tatsächlichen spektralen Beschleunigungsdichte. Die gewählte Frequenzauflösung beeinflusst auch die Regelgenauigkeit und die Geschwindigkeit der Rückkopplungsschleife. Normalerweise führt eine Erhöhung der Frequenzauflösung zu einer Erhöhung der Regelgenauigkeit, verringert jedoch die Geschwindigkeit der Rückkopplungsschleife. Um die Diskrepanz zwischen der wahren und der beobachteten spektralen Beschleunigungsdichte zu verringern, müssen die optimalen Werte der oben genannten Parameter gewählt werden.

Untersuchungen des Frequenzgangs der Probe liefern wichtige Informationen über die Art der Wechselwirkung zwischen Probe und Schüttler. Beispielsweise kann bei einer solchen Untersuchung eine übermäßige Erhöhung der Vibration des Probenhalters oder das Zusammentreffen der Resonanzen von Probe und Halter festgestellt werden.

In diesem Anhang werden zunächst Fragen im Zusammenhang mit der Zufallskomponente der Anregung betrachtet. Bezüglich des harmonischen Gehalts der Anregung (Sweep, Sweep-Geschwindigkeit, Einsatz von Tracking-Filtern) können Empfehlungen gegeben werden GOST 30630.1.2.

B.2 Testanforderungen

B.2.1 Einpunkt- und Mehrpunktsteuerung

B.2.1.1 Allgemeines

Die Überprüfung der Einhaltung der Prüfanforderungen erfolgt anhand der durch die Signalverarbeitung am Prüfpunkt gewonnenen Werte des Regelparameters.

Bei starren oder kleinen Proben, wie z. B. Gerätekomponenten, und wenn bekannt ist, dass der Einfluss einer starr auf einem Schüttler befestigten Probe auf die Dynamik des Systems im Testfrequenzbereich gering ist, reicht es aus, Messungen bei durchzuführen einen Testpunkt, der dadurch zum Kontrollpunkt wird.

Bei Proben großer Größe oder komplexer Form mit weit voneinander entfernten Befestigungspunkten wird einer der Prüfpunkte oder ein imaginärer Kontrollpunkt zur Kontrolle verwendet. Im letzteren Fall wird die spektrale Beschleunigungsdichte aus den Signalen an mehreren Testpunkten berechnet. Bei komplexen oder großen Proben wird empfohlen, die Signalsteuerung an einem imaginären Referenzpunkt zu verwenden (siehe ).

B.2.1.2 Einzelpunktsteuerung

Messungen werden an einem Kontrollpunkt durchgeführt und der Wert des kontrollierten Parameters bei jeder Frequenz wird direkt mit dem angegebenen Wert verglichen.

B.2.1.3 Mehrpunktsteuerung

B.2.1.3.1 Allgemeines

Ist die Implementierung einer Mehrpunktregelung erforderlich, wird eine von zwei Regelungsstrategien gewählt.

B.2.1.3.2 Durchschnittliche Kontrolle

Diese Kontrollstrategie beinhaltet die Berechnung des kontrollierten Parameters bei jeder Frequenz für jeden Testpunkt, wonach für die berechneten Werte bei jeder Frequenz ein arithmetischer Durchschnitt über alle Testpunkte ermittelt wird.

Die erhaltenen durchschnittlichen arithmetischen Werte werden bei jeder Frequenz mit den angegebenen Werten des gesteuerten Parameters verglichen.

B.2.1.3.3 Extremwertkontrolle

Bei der Auswahl dieser Steuerstrategie werden die Werte des gesteuerten Parameters bei jeder Frequenz als Extremwert in der Summe dieser Parameter bestimmt, die für die Signale an allen Testpunkten erhalten werden. Somit stellen die Werte des kontrollierten Parameters, an dem die Kontrolle durchgeführt wird, die Hüllkurve der Werte des kontrollierten Parameters dar, die für alle Testpunkte erhalten wurden.

B.2.2 Wahrscheinlichkeitsmerkmale

B.2.2.1 Verteilung der Momentanwerte

Verteilung der Momentanwerte χ eines Zufallssignals muss das durch die Formel beschriebene Normalgesetz erfüllen

Wo p(χ)- Wahrscheinlichkeitsdichte der Verteilung des Momentanwerts des Antriebssignals;

σ - RMS-Wert (Standardabweichung) des Fahrsignals.

Der Durchschnittswert des zufälligen Vibrationssignals wird mit Null angenommen.

Die Vertfür eine Reihe von Zufallssignalen und eine Kombination aus Schmalband- und Breitband-Zufallssignalen ist in dargestellt. Die Vertfür eine Kombination aus harmonischen und zufälligen Signalen ist in dargestellt.

B.2.2.2 Crest-Faktor

Der Crest-Faktor charakterisiert die Verteilung des Anregungssignals als Verhältnis des maximalen Momentanwerts des Signals zur Standardabweichung (siehe auch Abbildung 2).

Dieser Parameter kann nur in Bezug auf das Antriebssignal verwendet werden, das am Ausgang eines digitalen Teststeuerungssystems erzeugt wird, da die Nichtlinearitäten des gesamten Systems, einschließlich Leistungsverstärker, Shaker, Vorrichtung und Testprobe, die Wellenform verzerren können Der Testpunkt. In der Regel lässt sich der Einfluss dieser Nichtlinearitäten in einem weiten Frequenzbereich nicht eliminieren.

Gemäß dieser Norm muss der Wert des Crest-Faktors mindestens 2,5 betragen (siehe auch ). Wenn ein normalverteiltes Antriebssignal einen Grenzpegel von 2,5 Standardabweichungen aufweist, erreichen etwa 99 % dieses Signals den Leistungsverstärker ohne Verzerrung.

Dieser Standard geht davon aus, dass die spektrale Beschleunigungsdichte eine rechteckige Form (flache Oberseite) hat und alle Frequenzkomponenten im Bereich zwischen den Frequenzen liegen f1 Und f2(cm. ). In der Praxis weist das angeregte Signal jedoch einen Abfall der spektralen Beschleunigungsdichte im Nieder- und Hochfrequenzbereich auf. Um den RMS-Wert möglichst nah am Zielwert zu halten, müssen diese Flanken ausreichend steil sein. Typischerweise beträgt die Flankensteilheit im Niederfrequenzbereich 6 dB/Oktave. Wenn der Wert der spektralen Beschleunigungsdichte am Punkt ist f1 groß ist und die Kapazität der Testanlage für akzeptable Verschiebungen begrenzt ist, kann dies eine Erhöhung der Steilheit des Abfalls im Niederfrequenzbereich erforderlich machen. Bewegungsberechnungen für ein Zufallssignal sind in B.2.4 angegeben.

Typischerweise beträgt der Dynamikbereich für zwei benachbarte Besbei einem digitalen Teststeuerungssystem 8 dB. Um einen steileren Abfall zu erreichen, kann es erforderlich sein, die Frequenzauflösung zu erhöhen (d. h. den Wert zu verringern). In e). Wenn dies nicht möglich ist und auch wenn die Erhöhung der Steilheit des Abfalls keine Reduzierung der Verschiebungswerte auf ein akzeptables Niveau zulässt, muss die Möglichkeit einer Reduzierung der Untergrenze in Betracht gezogen werden Toleranz für die spektrale Beschleunigungsdichte bei niedrigen Frequenzen.

Im Hochfrequenzbereich gibt es keine Probleme, die Steilheit des Abfalls sicherzustellen. Bei Frequenzen oben f2 Die Flankensteilheit sollte minus 24 dB/Oktave oder weniger betragen.

Der Effektivwert der Beschleunigung, Geschwindigkeit oder Verschiebung im Wirkbereich der Prüffrequenzen ist die Quadratwurzel der Summe der quadratischen Mittelwerte der Werte dieser Größen in den jeweiligen Teilbereichen. Jeder dieser Teilbereiche wird durch den Wert der spektralen Beschleunigungsdichte für bestimmt

Die obigen Formeln sind gültig, wenn in einem Diagramm der spektralen Beschleunigungsdichte, in dem beide Koordinaten auf einer logarithmischen Skala angegeben sind, die Form der spektralen Beschleunigungsdichte durch gerade Linien gebildet wird. In diesem Fall der Rückgang M kann durch die Formel bestimmt werden

und der Spitzenwert (Index Ampere) - gemäß der Formel

Wo CF- Scheitelfaktor, normalerweise gleich drei.

B.3 Testverfahren

Der Zweck der Vibrationsprüfung besteht darin, die Fähigkeit eines Produkts nachzuweisen, den Auswirkungen von Vibrationen standzuhalten und bei einer bestimmten Vibrationsanregung normal zu funktionieren. Eine solche Prüfung darf nur so lange durchgeführt werden, dass der Prüfling die spezifizierten Fähigkeiten im spezifizierten Frequenzbereich nachweisen kann. Die Dauer von Vibrationstests sollte bei der Bestimmung der Fähigkeit einer Probe, den kumulativen Auswirkungen der Vibrationsexposition, wie z. B. der Anhäufung von Ermüdung oder mechanischer Verformung, standzuhalten, ausreichend sein, um die erforderliche Anzahl von Zyklen mit Änderungen der mechanischen Beanspruchung bereitzustellen, selbst wenn die Dauer der Prüfungen wird den Anforderungen nicht genügen.

Bei der Prüfung auf Schwingungseinwirkungen werden in der Regel Geräte, die unter normalen Betriebsbedingungen auf Schwingungsisolatoren montiert sind, zusammen mit Schwingungsisolatoren geprüft. Wenn es nicht möglich ist, Geräte mit eigenen Schwingungsisolatoren zu prüfen, z. B. wenn diese Geräte zusammen mit anderen Geräten über eine gemeinsame Halterung montiert sind, dürfen Prüfungen ohne Schwingungsisolatoren, jedoch mit einem anderen Schweregrad, durchgeführt werden die Prüfbedingungen, die im entsprechenden normativen Dokument spezifiziert werden sollten. Der Schärfegrad der Prüfbedingungen wird unter Berücksichtigung der Übertragungseigenschaften des schwingungsisolierenden Systems in jede Richtung der Schwingungsanregung angepasst. Wenn die Eigenschaften von Schwingungsisolatoren nicht bekannt sind, sollten die Empfehlungen von B.4.1 befolgt werden.

Entsprechende Vorschriften erfordern möglicherweise zusätzliche Tests der Probe mit entfernten oder blockierten externen Vibrationsisolatoren, um die Einhaltung bestimmter Mindestvibrationsanforderungen nachzuweisen. In diesem Fall sollte der Schweregrad der Bedingungen dieser Prüfung im normativen Dokument angegeben werden.

B.4 Geräte, die zur Verwendung in Verbindung mit Schwingungsisolatoren vorgesehen sind

B.4.1 Übertragungseigenschaften von Schwingungsisolatoren

Produkte, die im Betrieb auf Schwingungsisolatoren montiert sind, können ohne diese geprüft werden, insbesondere wenn die dynamischen Eigenschaften von Schwingungsisolatoren instabil sind (sie ändern sich beispielsweise mit der Temperatur). In diesem Fall muss der Schweregrad der Prüfbedingungen unter Berücksichtigung der Bandbreite der Änderungen des Übertragungskoeffizienten von Schwingungsisolatoren reduziert werden. Bei der Korrektur des Schweregrades der Prüfbedingungen wird die untere Grenze des Bereichs für jede Richtung der Vibrationseinwirkung berücksichtigt.

Liegen keine Angaben zu den Übertragungseigenschaften von Schwingungsisolatoren vor, so ist der Schweregrad der Prüfbedingungen zwischen Auftragnehmer und Auftraggeber zu vereinbaren.

B.4.2 Einfluss der Temperatur

Viele Schwingungsisolatoren enthalten Materialien, deren Eigenschaften von der Temperatur abhängen. Wenn die Eigenresonanzfrequenz der Probe auf Schwingungsisolatoren in den Bereich der Testfrequenzen fällt, sollte bei der Bestimmung der Haltezeit, während der eine bestimmte Anregung auf die Probe ausgeübt wird, sorgfältig vorgegangen werden. In manchen Fällen ist es unpraktisch, die Probe einer längeren Erregung auszusetzen, und es sollten Pausen für die Erholung vorgesehen werden. Wenn die tatsächliche Verteilung der Produktanregungszeit bei einer gegebenen Resonanzfrequenz während des Betriebs bekannt ist, sollte versucht werden, diese während der Prüfung zu simulieren. Wenn eine solche Verteilung nicht bekannt ist, sollten die Tests unter Begrenzung der Dauer der Anregungsperioden durchgeführt werden, um eine übermäßige Erwärmung der Probe zu vermeiden.

B.5 Schweregrad der Testbedingungen

Spezifizierte Prüffrequenzbereiche, spektrale Beschleunigungsdichten von Breitband- und Schmalbandschwingungen sowie Amplituden harmonischer Signale sollten so gewählt werden, dass ein breites Spektrum an Bedingungen für die praktische Anwendung des Produkts abgedeckt wird. Wenn das Produkt unter streng definierten Bedingungen verwendet werden soll, empfiehlt es sich, den Schweregrad der Testbedingungen auf der Grundlage der tatsächlichen Eigenschaften der Vibrationswirkung unter diesen Bedingungen festzulegen (sofern diese Eigenschaften bekannt sind).

Wann immer möglich, sollte der Schweregrad der Testbedingungen gewählt werden, entweder in Bezug auf die Belastungen, denen das Produkt während des Transports oder Betriebs ausgesetzt sein kann, oder in Bezug auf die Konstruktionsanforderungen für das Produkt, wenn der Zweck der Prüfung darin besteht, es zu bewerten Festigkeitseigenschaften.

Bei der Festlegung des Schweregrades von Testbedingungen ist zu prüfen, ob eine Notwendigkeit besteht, diese „mit einem Spielraum“ im Vergleich zu den Auswirkungen unter realen Einsatzbedingungen zuzuordnen.

UM 6 Ausstattungsmerkmale

Durch eine Verordnung kann vorgeschrieben werden, dass die Probe während des gesamten Tests oder eines Teils davon so verhält, wie es normalerweise in der Praxis der Fall wäre.

Wenn Vibrationen den Ein- und/oder Ausschaltvorgang beeinträchtigen können, beispielsweise durch Beeinträchtigung des Betriebs eines Relais, sollte in Betracht gezogen werden, dass diese Vorgänge während der Prüfung wiederholt durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass sie zuverlässig ausgeführt werden.

Wenn der einzige Testzweck darin besteht, die Widerstandsfähigkeit des Produkts gegenüber einer bestimmten Vibration zu testen, wird die Leistung der Probe nach Abschluss der Tests bewertet.

B.7 Anfangs- und Endmessungen

Es werden Anfangs- und Endmessungen durchgeführt, um zu beurteilen, wie die Probe durch die Auswirkungen der während des Tests erzeugten Vibrationen beeinflusst wurde.

Zusätzlich zur Sichtprüfung können diese Schritte auch die Messung elektrischer und mechanischer Eigenschaften umfassen.

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Oktave und Änderungsrate

Oktaven werden verwendet, um den Unterschied zwischen zwei Frequenzen zu bestimmen. Beispielsweise beträgt der Unterschied zwischen 10 Hz und 500 Hz 490 Hz. Oktaven stellen diesen Unterschied im logarithmischen Maßstab dar.

Fast jeder von uns hat gehört, dass das Konzept der Oktave in der Musik verwendet wird. Auf einem Klavier beträgt der Frequenzunterschied zwischen den beiden nächstgelegenen Noten mit demselben Namen nur eine Oktave. Der internationale Standardton zum Stimmen von Musikinstrumenten ist der Ton la, dessen Frequenz 440 Hz beträgt. Die Frequenz einer Note, die eine Oktave höher ist, beträgt 880 Hz, und eine Oktave tiefer beträgt sie 220 Hz. Wir sehen also, dass die Oktave die Eigenschaft hat, sich zu verdoppeln, mit anderen Worten, es handelt sich um ein logarithmisches Verhältnis.

Um die Anzahl der Oktaven zwischen zwei Frequenzen zu bestimmen, können Sie die folgende Formel verwenden:

wobei f n die untere Frequenz und f in die obere Frequenz ist.

Der gleitende Sinuswellentest verwendet eine logarithmische Frequenzskala. Dies geschieht, um eine gleichmäßige Belastung des Prüflings bei unterschiedlichen Frequenzen sicherzustellen. Bei einer Frequenz von 10 Hz treten also in 1 Sekunde 10 Schwingungszyklen auf. Die gleichen 10 Schwingungszyklen dauern eine Hundertstelsekunde bei einer Frequenz von 1000 Hz. Das heißt, um einen gleich belasteten Zustand (gleiche Anzahl Schwingzyklen) bei unterschiedlichen Frequenzen zu gewährleisten, muss mit zunehmender Frequenz die Schwingzeit bei dieser Frequenz abnehmen.

Die am häufigsten verwendete Frequenzänderungsrate beträgt 1 Okt./Minute. Wenn der Test bei 10 Hz beginnt, deckt die erste Minute den Bereich von 10 Hz bis 20 Hz ab, die nächste Minute den Bereich von 20 Hz bis 40 Hz und so weiter. Für den Frequenzbereich 15 Hz - 1000 Hz beträgt die Oktavzahl 6,1. Bei einer Geschwindigkeit von 1 Oktave pro Minute beträgt die Testzeit 6,1 Minuten.

WAS IST ZUFÄLLIGE VIBRATION?

Wenn wir eine Struktur, die aus mehreren Balken unterschiedlicher Länge besteht, nehmen und sie mit einer gleitenden Sinuskurve anregen, dann schwingt jeder Balken stark, wenn seine Eigenfrequenz angeregt wird. Wenn wir jedoch dieselbe Struktur mit einem breitbandigen Zufallssignal anregen, werden wir sehen, dass alle Strahlen stark zu schwanken beginnen, als ob alle Frequenzen gleichzeitig im Signal vorhanden wären. Es ist so und gleichzeitig ist es nicht so. Das Bild wird realistischer, wenn wir davon ausgehen, dass diese Frequenzkomponenten für eine gewisse Zeit im Anregungssignal vorhanden sind, sich ihr Pegel und ihre Phase jedoch zufällig ändern. Zeit ist der entscheidende Punkt zum Verständnis des Zufallsprozesses. Theoretisch müssen wir einen unendlichen Zeitraum berücksichtigen, um ein echtes Zufallssignal zu erhalten. Wenn das Signal wirklich zufällig ist, wiederholt es sich nie.

Bisher wurden zur Analyse eines Zufallsprozesses Geräte auf Basis von Bandpassfiltern eingesetzt, die einzelne Frequenzkomponenten herausfilterten und abschätzten. Moderne Spektrumanalysatoren verwenden den Fast Fourier Transform (FFT)-Algorithmus. Ein zufälliges kontinuierliches Signal wird zeitlich gemessen und abgetastet. Anschließend werden für jeden Zeitpunkt des Signals die Sinus- und Cosinusfunktionen berechnet, die die Pegel der Frequenzkomponenten des Signals bestimmen, die in der analysierten Signalperiode vorhanden sind. Als nächstes wird das Signal für das nächste Zeitintervall gemessen und analysiert, und seine Ergebnisse werden mit den Ergebnissen der vorherigen Analyse gemittelt. Dies wird wiederholt, bis ein akzeptabler Durchschnitt erreicht ist. In der Praxis kann die Anzahl der Mittelungen von zwei oder drei bis zu mehreren zehn oder sogar hunderten variieren.

Die folgende Abbildung zeigt, wie die Summe von Sinuskurven mit unterschiedlichen Frequenzen eine komplexe Wellenform bildet. Es scheint, dass das Summensignal zufällig ist. Dies ist jedoch nicht der Fall, da die Komponenten eine konstante Amplitude und Phase haben und sich nach einem Sinusgesetz ändern. Somit ist der dargestellte Prozess periodisch, sich wiederholend und vorhersehbar.

In Wirklichkeit besteht ein Zufallssignal aus Komponenten, deren Amplituden und Phasen sich zufällig ändern.

Die folgende Abbildung zeigt das Spektrum des Summensignals. Jede Frequenzkomponente des Gesamtsignals hat einen konstanten Wert, aber bei einem wirklich zufälligen Signal ändert sich der Wert jeder Komponente ständig und die Spektralanalyse zeigt zeitlich gemittelte Werte.

Frequenz Hz

Der FFT-Algorithmus verarbeitet das Zufallssignal während der Analysezeit und bestimmt die Größe jeder Frequenzkomponente. Diese Werte werden durch RMS-Werte dargestellt, die dann quadriert werden. Da wir die Beschleunigung messen, ist die Maßeinheit die Überlast gn rms und nach der Quadrierung - gn 2 rms. Wenn die Frequenzauflösung der Analyse 1 Hz beträgt, wird der Messwert als Beschleunigungsbetrag im Quadrat über ein 1-Hz-Frequenzband ausgedrückt und die Einheit ist gn 2 /Hz. Gleichzeitig muss man bedenken, dass Gn gut ist.

Die Einheit gn 2 /Hz wird zur Berechnung der Spektraldichte verwendet und drückt im Wesentlichen die durchschnittliche Leistung aus, die in einem 1-Hz-Frequenzband enthalten ist. Aus dem zufälligen Vibrationstestprofil können wir die Gesamtleistung bestimmen, indem wir die Leistungen jedes 1-Hz-Bandes addieren. Das unten gezeigte Profil verfügt nur über drei 1-Hz-Bänder, die betreffende Methode gilt jedoch für jedes Profil.

spektrale Dichte,

g RMS 2 /Hz

Frequenz Hz

(4 g 2 /Hz = 4 g rms 2 in jedem 1-Hz-Band)

Die Gesamtbeschleunigung (Überlast) gn des Profil-RMS kann durch Addition ermittelt werden, da es sich bei den Werten jedoch um quadratische Mittelwerte handelt, werden sie wie folgt zusammengefasst:

Das gleiche Ergebnis kann mit einer allgemeineren Formel erzielt werden:

Allerdings sind die derzeit verwendeten zufälligen Vibrationsprofile selten flach und ähneln eher einer geschnittenen Gesteinsmasse.

spektrale Dichte,

g RMS 2 /Hz

(logarithmische Darstellung)

Frequenz, Hz (log. Skala)

Auf den ersten Blick ist die Bestimmung der Gesamtbeschleunigung gn des dargestellten Profils eine recht einfache Aufgabe und wird als Effektivsumme der Werte der vier Segmente definiert. Allerdings wird das Profil im logarithmischen Maßstab dargestellt und die schrägen Linien sind nicht wirklich gerade. Diese Linien sind Exponentialkurven. Daher müssen wir die Fläche unter den Kurven berechnen, und diese Aufgabe ist viel schwieriger. Wir werden nicht darüber nachdenken, wie das geht, aber wir können sagen, dass die Gesamtbeschleunigung 12,62 g RMS beträgt.

Warum müssen Sie die Gesamtbeschleunigung für zufällige Vibrationen kennen?

Im zufälligen Vibrationsmodus verfügt das Vibrationsprüfsystem über eine nominelle Schubkraft, die in N rms oder kgf rms ausgedrückt wird. Beachten Sie, dass die Kraft durch den Effektivwert bestimmt wird, im Gegensatz zur Sinusschwingung, bei der der Amplitudenwert verwendet wird. Die Formel zur Bestimmung der Kraft ist dieselbe: F = m*a, aber da die Kraft einen Effektivwert hat, muss auch die Beschleunigung ein Effektivwert sein.

Kraft (N Brunnen) = Masse (kg) * Beschleunigung (m/s 2 Brunnen)

Kraft (kgf RMS) = Masse (kg) * Beschleunigung (gn RMS)

Denken Sie daran, dass sich Masse auf die Gesamtmasse aller beweglichen Teile bezieht!

Was versteht man unter zufälliger Vibration?

Für uns ist es wichtig, die Verschiebung für ein bestimmtes Testprofil zu kennen, da diese die maximal zulässige Verschiebung des Vibrators überschreiten kann. Ohne auf Details einzugehen, wissen wir, wie man die gesamte Effektivbeschleunigung berechnet, und es gibt keinen Grund, warum wir nicht die Effektivgeschwindigkeit und die Effektivverschiebung für ein gegebenes Profil bestimmen sollten. Schwierigkeiten entstehen, wenn wir vom Effektivwert zur Amplitude oder von Spitze zu Spitze übergehen wollen. Denken Sie daran, dass das Verhältnis des Amplitudenwerts zum Effektivwert als Scheitelfaktor bezeichnet wird, der für ein Sinussignal der Quadratwurzel aus 2 entspricht. Die Umrechnungsfaktoren von Effektivwert zu Amplitude und zurück betragen 1,414 (2) und 0,707 (1/2). Es handelt sich jedoch nicht um ein Sinussignal, sondern um einen Zufallsprozess, bei dem der theoretische Crest-Faktor gleich Unendlich ist, da der Amplitudenwert eines Zufallssignals gleich Unendlich sein kann. In der Praxis wird der Wert des Crest-Faktors mit 3 angenommen. Die Abbildung zeigt die Normalverteilungskurve eines Zufallssignals. Wenn wir uns laut Statistik auf die Breite des Intervalls 3 beschränken, dann deckt dies 99,73 % aller möglichen Werte der Amplituden eines echten Zufallssignals ab.

Wahrscheinlichkeitsdichte

Glockenkurve

Wenn wir also davon ausgehen, dass der Zufallsvibrationsregler bei einem Scheitelfaktor von drei ein Zufallssignal mit einer maximalen Amplitude des Dreifachen des Effektivwerts erzeugt, folgt daraus, dass die berechnete Verschiebung gleich der gesamten Effektivverschiebung multipliziert mit ist Der Wert des Scheitelfaktors wird mit 2 multipliziert. Diese berechnete Bewegung darf die maximal zulässige Bewegung des Vibrators nicht überschreiten.

Praktische Aspekte der Wahl des Wertes des Crest-Faktors

Wir können den Zufallsvibrationsregler ein Signal mit einem Scheitelfaktor von 3 erzeugen lassen, das über den Vibrator an die Testprobe übertragen wird. Leider sind sowohl der Vibrator als auch die Probe im Wesentlichen nichtlineare Systeme und weisen Resonanzen auf. Diese Nichtlinearität mit Resonanzen führt zu Verzerrungen. Letztlich werden wir sehen, dass der am Rütteltisch bzw. Prüfling gemessene Crest-Faktor deutlich von dem ursprünglich angegebenen abweichen wird! Zufällige Vibrationsregler korrigieren dies nicht automatisch.

Out-of-Band-Leistung

Zu beachten ist der Effekt, der auftreten kann, wenn eine Probe mit einem Zufallssignal angeregt wird, das für den Betrieb im Frequenzbereich von beispielsweise bis zu 1000 Hz ausgelegt ist. Das vom Controller erzeugte Signal kann Resonanzfrequenzen deutlich über 1000 Hz anregen. Diese Frequenzen werden durch Harmonische angeregt. Daher ist es sinnvoll, die Signalleistung oberhalb des Testbereichs zu kontrollieren, da dies zur Zerstörung einer Probe führen kann, die in einem bestimmten Frequenzbereich (in diesem Fall bis zu 1000 Hz) betrieben werden kann.

Schmalbandige Zufallsschwingung

Die Schubkraft der Vibratoren im Zufallsvibrationsmodus wird unter folgenden Bedingungen gemessen:

Die Masse der Last beträgt ungefähr das Doppelte der Masse des Ankers (des beweglichen Teils des Vibrators).

Prüfprofil nach ISO 5344

das Verhältnis des Amplitudenwertes zum quadratischen Mittelwert der Beschleunigung beträgt mindestens 3.

Vibrationsprüfsysteme haben einen nichtlinearen Frequenzgang (bei einigen Frequenzen ist ihr Wirkungsgrad höher, bei anderen niedriger), und der Zufallsprozess bei Frequenzen unter 500 Hz wird mit geringerem Wirkungsgrad reproduziert. In diesem Fall verfügt der Booster möglicherweise nicht über genügend Leistung, um die erforderliche Schubkraft zu erzeugen. Die Wahl eines leistungsstärkeren Verstärkers wird dieses Problem lösen.

EINHEITEN DER SPEKTRALDICHTE

Die am häufigsten verwendeten Einheiten für die Leistungsspektrumsdichte sind wie folgt:

In jedem Fall müssen Sie bedenken, dass die Beschleunigung in RMS-Werten ausgedrückt wird.

So konvertieren Sie Maßeinheiten:

Wie wirken sich Vibrationen auf mein Produkt aus?

Alle Produkte sind Vibrationen ausgesetzt, über die wir in den meisten Fällen nur sehr wenig wissen. Die Ursache für Vibrationen sind die Betriebsbedingungen des Produkts, sein Transport oder das Produkt selbst. Beispielsweise sind die elektronischen Komponenten einer Waschmaschine starken Vibrationen ausgesetzt. Wir müssen die Auswirkungen von Vibrationen verstehen, um Produkte von hoher Qualität und Zuverlässigkeit herstellen zu können.

Betrachten wir ein im Armaturenbrett eingebautes Autoradio, dann ist es Vibrationen ausgesetzt. Vibrationsquellen sind Motor, Getriebe, Straßenprofil. Der Vibrationsfrequenzbereich liegt üblicherweise im Bereich von 1 Hz – 1000 Hz. Beispielsweise entspricht eine Motordrehzahl von 3000 U/min einer Frequenz von 50 Hz. Diese Vibrationen werden auf die Instrumententafel übertragen, selbst wenn der Motor auf Antivibrationslagern montiert ist, die theoretisch keine Vibrationen auf die Karosserie übertragen sollten. Wir haben also eine Vibrationsquelle, die das Armaturenbrett und das Autoradio anregt.

Armaturenbrett

Vibration

Die von der Quelle erzeugten Vibrationen mögen gering sein, aber wenn sie das Radio erreichen, kann der Vibrationspegel aufgrund der Resonanzen der Karosserie und des Armaturenbretts deutlich ansteigen.

Resonanz

Ein gutes Beispiel für Resonanz ist das Geräusch, das ein Glas erzeugt, wenn man mit einem nassen Finger über den Rand fährt. Die Glaswände beginnen mit ihrer eigenen Frequenz zu schwingen. Diese Schwingungen verursachen die Schallwellen, die wir hören. Die Vibrationen selbst entstehen durch die Reibung des Fingers auf dem Glas. Es gibt eine berühmte Geschichte über einen Opernsänger, der mit seiner Stimme ein Glas zerbrach. Wenn die Frequenz der Schallschwingungen mit der Eigenfrequenz der Schwingungen der Glaswände übereinstimmt, können die Schwingungen so stark werden, dass das Glas platzt.

Der Rand des Glases bei Resonanz

Die Resonanzfrequenz eines Objekts ist die Frequenz, mit der das Objekt auf natürliche Weise vibriert, wenn es aus dem Gleichgewicht gerät. Wenn beispielsweise eine Gitarrensaite gezupft wird, vibriert sie mit ihrer Resonanzfrequenz, und die Glocke vibriert auch mit ihrer Resonanzfrequenz, nachdem sie angeschlagen wurde.

Strahl bei Resonanz

Auswirkungen

Gewinn = 20

Die Abbildung zeigt, wie Resonanz Schwingungen verstärkt. In diesem Beispiel führt eine erregende Verschiebung mit einer Amplitude von 1 mm dazu, dass der Balken mit einer Amplitude von 20 mm vibriert, deren Stärke in gewissem Maße auch von der Güte des Balkens abhängt. Eine übermäßige Durchbiegung des Trägers kann zu einem Ermüdungsversagen des Trägers führen.

Die Schärfe der Resonanz, auch Gütefaktor (Qualitätskriterium) genannt, wird durch die Stärke der Dämpfung bestimmt. Den Effekt der Dämpfung kann man hören, indem man eine klingende Glocke mit der Hand berührt: Die Hand dämpft ihre Schwingung, d. h. Die Amplitude der Schwingungen und der Klang der Glocke verändern sich und klingen schnell ab.

Die folgende Abbildung zeigt die Resonanzspitze bei der Frequenz f. Je größer die Dämpfung, desto niedriger und breiter ist die Resonanzspitze. Die Dämpfung wird in Form von Q ausgedrückt, das die Breite der Resonanzkurve bei halbem Leistungspegel (A/2) oder –3 dB von A definiert, wobei A die maximale Amplitude ist. (-3 dB gerundet, genauer Wert ist -3,0102299957 dB).

Ebene

Frequenz

Wie wirkt sich Resonanz auf das Autoradio aus?

Schwächung des Gehäuses (Rattern)

Kabelbruch

Schlag

Armaturenbrett

Schaden

Gebühren

Dieses Bild veranschaulicht:

Eine lose Leiterplatte wird sich mit der Zeit verbiegen und reißen oder brechen.

Wenn die Leiterplatte in Resonanz gerät, überträgt sie starke Vibrationen auf elektronische Komponenten, die zu einem vorzeitigen Ausfall führen können.

Aufgrund von Ermüdungsbeanspruchungen können Kabel und Leitungen an der Befestigungsstelle an der Platine irgendwann brechen.

Wenn das gesamte Gerät nicht richtig befestigt ist, kann es an andere Teile des Armaturenbretts stoßen, was zu lästigem Klappern, aber noch gefährlicher, zu elektrischen Bauteilen und zu Resonanzen führen kann.

Da das Autoradio über einen Kassettenrecorder verfügt, kann die Vibration des Bandlaufwerks heulende und klappernde Geräusche verursachen, die das Band beschädigen.

VIBRATOR-ISOLIERUNG

Beim Arbeiten in vertikaler Position erzeugt der Vibrator eine vertikal gerichtete Schubkraft. Nach dem dritten Newtonschen Gesetz löst jede Aktion eine Reaktion aus. Daraus folgt, dass wir durch die Krafteinwirkung auf unser Prüfobjekt mit der gleichen Kraft auf den Boden einwirken.

Testobjekt

Gewalt

Da die meisten Gebäude eine Eigenfrequenz von etwa 15 Hz haben, werden nicht nur die Resonanzfrequenzen der den Vibrator umgebenden Objekte, sondern auch die Resonanzfrequenzen des Gebäudes angeregt, was in manchen Fällen zu Schäden am Gebäude führen kann.

Um dieses Problem zu vermeiden, können Sie eine seismische Masse verwenden – normalerweise einen großen Betonblock, dessen Gewicht mindestens das Zehnfache der maximalen Schubkraft betragen muss, die der Vibrator entwickelt.

Oder verwenden Sie eine andere Isolierungsmethode, z. B. pneumatische Lager oder Gummilager.

Beschläge

Bewehrungsbewegung

Luftfeder

Körperbewegung

Die meisten Vibratoren werden mit Schwingungsisolationselementen geliefert. Dies wirft jedoch ein weiteres Problem auf, das mit der Bewegung des Vibratorkörpers zusammenhängt. Aufgrund der Tatsache, dass der Körper des Vibrators mit Hilfe von „Federn“ vom Boden isoliert ist, neigt der Körper des Vibrators dazu, sich nach unten zu bewegen, wenn sich der Anker des Vibrators unter Last nach oben bewegt. Die Bewegung des Rüttelkörpers verringert die Bewegung des Rütteltisches relativ zum Boden und damit die Beschleunigung des Tisches, die einen absoluten Wert hat. Das Ausmaß der Bewegung des Gehäuses hängt vom Verhältnis der gesamten bewegten Masse zur Masse des Vibratorgehäuses ab. Je schwerer die Nutzlast, desto größer ist die Bewegung des Rumpfes. Die maximale Bewegung des Tisches relativ zum Boden lässt sich nach folgender Formel ermitteln:

Leider weisen Schwingungsisolatoren je nach Isolatortyp Resonanzen bei Frequenzen von 2,5 Hz, 5 Hz, 10 Hz oder 15 Hz auf. Wird der Vibrator großflächig mit Bewegung auf der Resonanzfrequenz des Isolators betrieben, ist die obige Formel nicht sinnvoll, da das Prüfobjekt stationär bleibt, während sich der Vibratorkörper bewegt.

BRUCHMOMENT

Es gibt eine Regel, nach der der Schwerpunkt des Prüflings und der Ausrüstung auf der Längsachse der Bewehrung liegen sollte. Wenn diese Regel nicht beachtet wird, können Sie:

Überlasten Sie das Testobjekt

kann den Vibrator beschädigen

Die Konstruktion des Vibrators gewährleistet die Übertragung der Schubkraft entlang der Achse des Ankers, sodass die Verschiebung der Nutzlast und der Ausrüstung von der Längsachse zum „Kippen“ des Ankers führt. Diese Kippbewegung wird von den Ventilführungen aufgenommen und belastet diese, was im Extremfall zu Schäden an Führung und Spulenlagern führen kann. Das Prüfobjekt wird auch Querbelastungen ausgesetzt, die in den Prüfmodi nicht vorgesehen sind. Wenn das Werkzeug nicht steif genug ist, kann es zu einer Querresonanz kommen, bei der das Prüfobjekt erheblichen unkontrollierten Vibrationen ausgesetzt ist. Beispielsweise wird bei einer Querbeschleunigung von 5g, hervorgerufen durch die Verschiebung von Last und Gerät, die bei der Resonanzfrequenz Q=50 einen Gütefaktor hat, das Prüfobjekt bei dieser Frequenz eine Beschleunigung von 250g haben!

Kontrolle

Um diese Situation zu verhindern, ist es eine gute Faustregel, die Querbeschleunigung zu kontrollieren. In Fällen, in denen die Querbeschleunigung nicht vernachlässigt werden kann, kann die Steuerungsstrategie die Bewegung in vertikaler Richtung reduzieren, um das Prüfobjekt nicht zu überlasten. Diese Methode wird bei der Mehrkanalsteuerung eingesetzt, wenn das Steuersignal durch die Reaktion des Prüflings an mehreren Stellen erzeugt wird.

Wenn Ihr Werkzeug starr, sorgfältig konstruiert und hergestellt ist und die Schwerpunkte des Werkzeugs und des Testobjekts auf der Längsachse des Rütteltisches liegen, ist das Kippmoment minimal und kann vernachlässigt werden.

Notiz. Wenn eine komplexe Struktur vibriert, kann die Position ihres Schwerpunkts von der Anregungsfrequenz abhängen, daher ist die Position des Schwerpunkts bei unterschiedlichen Frequenzen unterschiedlich.

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Spektralanalyse ist eine Signalverarbeitungsmethode, mit der Sie den Frequenzinhalt des Signals identifizieren können. Es gibt bekannte Methoden zur Verarbeitung von Schwingungssignalen: Korrelation, Autokorrelation, Spektralleistung, Cepstraleigenschaften, Berechnung der Kurtosis, Hüllkurve. Die am weitesten verbreitete Spektralanalyse als Methode zur Darstellung von Informationen, aufgrund der eindeutigen Identifizierung von Schäden und nachvollziehbaren kinematischen Abhängigkeiten zwischen ablaufenden Prozessen und Schwingungsspektren.

Eine visuelle Darstellung der Zusammensetzung des Spektrums ergibt eine grafische Darstellung des Schwingungssignals in Form von Spektrogrammen. Durch die Identifizierung des Musters der Amplituden, aus denen sich die Vibration zusammensetzt, können Sie Gerätefehlfunktionen erkennen. Die Analyse von Schwermöglicht es, Schäden frühzeitig zu erkennen. Zur Überwachung fortgeschrittener Schäden werden Schweingesetzt. Die Schadenssuche erfolgt in vorgegebenen Häufigkeiten möglicher Schäden. Zur Analyse des Schwingungsspektrums werden die Hauptkomponenten des Spektralsignals aus der folgenden Liste ausgewählt.

1. Umsatzhäufigkeit- die Rotationsfrequenz der Antriebswelle des Mechanismus oder die Frequenz des Arbeitsprozesses - die erste Harmonische. Harmonische – Frequenzen, die ein Vielfaches der Umkehrfrequenz () sind und die Umkehrfrequenz um eine ganze Zahl (2, 3, 4, 5, ...) überschreiten. Harmonische werden oft als Superharmonische bezeichnet. Oberschwingungen kennzeichnen Fehlfunktionen: Fluchtungsfehler, Wellenverbiegung, Beschädigung der Kupplung, Sitzverschleiß. Die Anzahl und Amplitude der Harmonischen geben Aufschluss über den Grad der Beschädigung des Mechanismus.

   Die Hauptgründe für das Auftreten von Harmonischen:

   • Unwuchtschwingungen eines unausgeglichenen Rotors äußern sich in Form von Sinusschwingungen mit der Drehzahl des Rotors, eine Änderung der Drehzahl führt zu einer Änderung der Schwingungsamplitude in quadratischer Abhängigkeit;
   • Wellenbiegung, Wellenfehlausrichtung – werden durch die erhöhten Amplituden der geraden Harmonischen der 2. oder 4. bestimmt und treten in radialer und axialer Richtung auf;
   • Die Drehung des Lagerrings auf der Welle oder im Gehäuse kann zum Auftreten ungerader Harmonischer führen – der 3. oder 5.
2. Subharmonische- Bruchteile der ersten Harmonischen (1/2, 1/3, 1/4, ... der Drehzahl), ihr Auftreten im Schwingungsspektrum weist auf das Vorhandensein von Lücken, eine erhöhte Nachgiebigkeit von Teilen und Stützen hin (). Manchmal führen erhöhte Nachgiebigkeit und Lücken in den Knoten zum Auftreten von anderthalb Harmonischen 1½, 2½, 3½ .... Windungsfrequenz ().

   

   

3. Resonanzfrequenzen– Frequenzen der Eigenschwingungen der Mechanikteile. Die Resonanzfrequenzen bleiben bei einer Änderung der Wellendrehzahl unverändert ().

   

4. Nichtharmonische Schwingungen– Bei diesen Frequenzen kommt es zu Wälzlagerschäden. Im Schwingungsspektrum treten Komponenten mit der Häufigkeit möglicher Lagerschäden auf ():
   • Beschädigung des Außenrings f nk \u003d 0,5 × z × f vr × (1 – d × cos β / D);
   • Beschädigung des Innenrings f vk \u003d 0,5 × z × f vr × (1 + d × cos β / D);
   • Schäden an Wälzkörpern f tk = (D × f vr / d) ×;
   • Beschädigung des Abscheiders f c \u003d 0,5 × f vr × (1 – d × cos β / D),

   Wo f BP- Rotationsfrequenz der Welle; z Anzahl der Wälzkörper; D ist der Durchmesser der Wälzkörper; β – Kontaktwinkel (Kontakt zwischen den Rollelementen und dem Laufband); D- der Durchmesser des Kreises, der durch die Mittelpunkte der Wälzkörper verläuft ().

   

   

   Bei einer erheblichen Schadensentwicklung treten harmonische Komponenten auf. Der Grad des Lagerschadens wird durch die Anzahl der Harmonischen eines bestimmten Schadens bestimmt.

   Schäden an Wälzlagern führen zum Auftreten einer Vielzahl von Komponenten im Spektrum der Schwingungsbeschleunigung im Bereich der Eigenfrequenzen der Lager von 2000 ... 4000 Hz ().

   

5. Kerbfrequenzen- Frequenzen, die dem Produkt aus Wellengeschwindigkeit und Anzahl der Elemente (Anzahl der Zähne, Anzahl der Klingen, Anzahl der Finger) entsprechen:

   f Drehung = z × f Drehung,

   Wo z- die Anzahl der Zähne des Rades oder die Anzahl der Klingen.

   Schäden, die sich bei der Zahnfrequenz manifestieren, können mit der weiteren Entwicklung des Schadens harmonische Komponenten erzeugen ().

   

6. Seitenstreifen- Modulation des Prozesses, die mit der Entwicklung von Schäden an Zahnrädern und Wälzlagern auftritt. Die Gründe für das Auftreten sind eine Geschwindigkeitsänderung beim Zusammenwirken beschädigter Oberflächen. Der Modulationswert gibt die Quelle der Schwingungsanregung an. Mithilfe der Modulationsanalyse können Ursprung und Ausmaß der Schadensentwicklung ermittelt werden (Abbildung 110).

   

7. Vibration elektrischen Ursprungs wird normalerweise bei einer Frequenz von 50 Hz, 100 Hz, 150 Hz und anderen Harmonischen beobachtet (). Die Frequenzschwingung elektromagnetischen Ursprungs verschwindet im Spektrum, wenn die elektrische Energie abgeschaltet wird. Die Schadensursache kann eine mechanische Beschädigung sein, beispielsweise das Lösen der Schraubverbindungen des Stators zum Rahmen.

   

8. Geräuschkomponenten, treten beim Festfressen, bei mechanischen Kontakten oder instabiler Geschwindigkeit auf. Sie zeichnen sich durch eine große Anzahl von Komponenten unterschiedlicher Amplitude aus ().

   

Wenn Sie Kenntnisse über die Komponenten des Spektrums haben, ist es möglich, diese im Frequenzspektrum zu unterscheiden und die Ursachen und Folgen von Schäden zu ermitteln ().

a) Spektrogramm der Schwinggeschwindigkeit eines Mechanismus bei einer Unwucht des Rotors und einer Frequenz der ersten Harmonischen von 10 Hz; b) Schwingungsspektrum eines Wälzlagers mit Beschädigung des Außenrings – Auftreten von Harmonischen mit der Rollfrequenz der Wälzkörper entlang des Außenrings; c) Spektrogramm der Schwingungsbeschleunigung entsprechend einer Beschädigung der Wälzlager der Spindel einer Vertikalfräsmaschine – Resonanzkomponenten bei Frequenzen von 7000 ... 9500 Hz; d) Spektrogramm der Schwingungsbeschleunigung beim Abbinden zweiter Art eines auf einer Metallbearbeitungsmaschine bearbeiteten Teils

Regeln für die Analyse spektraler Komponenten

1. Eine große Anzahl von Harmonischen kennzeichnet große Schäden am Mechanismus.
2. Die Amplituden der Harmonischen sollten mit zunehmender Anzahl der Harmonischen abnehmen.
3. Die Amplituden der Subharmonischen müssen kleiner sein als die Amplitude der ersten Harmonischen.
4. Eine Zunahme der Anzahl der Seitenbänder weist auf die Entstehung einer Schädigung hin.
5. Die Amplitude der ersten Harmonischen sollte einen größeren Wert haben.
6. Die Modulationstiefe (das Verhältnis der harmonischen Amplitude zur Amplitude der Seitenbänder) bestimmt den Grad der Beschädigung des Mechanismus.
7. Die Amplituden der Schwinsollten die bei der Analyse des Gesamtschwingungsniveaus angenommenen zulässigen Werte nicht überschreiten. Ein Anzeichen für das Vorliegen erheblicher Schäden ist das Vorhandensein von Komponenten mit Werten über 9,8 m/s 2 im Schwingbeschleunigungsspektrum.

Für eine effektive Überwachung des technischen Zustandes ist eine monatliche Überwachung der Spektralanalyse der Scnotwendig. In der Geschichte der Schadensentstehung gibt es mehrere Phasen:

a) guter Zustand; b) anfängliches Ungleichgewicht; c) die durchschnittliche Schadenshöhe; d) erheblicher Schaden

Einer der charakteristischen Schäden des Mechanismus nach längerem Betrieb (10…15 Jahre) ist die Nichtparallelität der Auflageflächen des Maschinenkörpers und des Fundaments, während das Gewicht der Maschine auf drei oder zwei Stützen verteilt wird. Das Schwinggeschwindigkeitsspektrum enthält in diesem Fall harmonische Anteile mit einer Amplitude von mehr als 4,5 mm/s und eineinhalb Harmonische. Schäden führen zu einer erhöhten Nachgiebigkeit des Körpers in einer der Richtungen und einer Instabilität des Phasenwinkels beim Auswuchten. Daher müssen vor dem Auswuchten des Rotors Nichtparallelität der Stützen des Maschinenkörpers und des Fundaments, Lockerung der Gewindeverbindungen, Verschleiß der Lagersitze, erhöhtes Axialspiel der Lager beseitigt werden.

Varianten des Auftretens und der Entwicklung von eineinhalb Harmonischen sind in Abbildung 115 dargestellt. Die kleine Amplitude der eineinhalb Harmonischen ist charakteristisch für das frühe Entwicklungsstadium dieser Schädigung (a). Die Weiterentwicklung kann auf zwei Arten erfolgen:

Der Reparaturbedarf entsteht, wenn die Amplitude der anderthalb Harmonischen die Amplitude der Sperrfrequenz (r) überschreitet.

a) frühes Stadium der Schadensentwicklung – niedrige Amplitude von eineinhalb Harmonischen; b) Schadensentwicklung – eine Zunahme der Amplitude von eineinhalb Harmonischen; c) Schadensentwicklung – Auftreten der Harmonischen 1¼, 1½, 1¾ usw.;
d) Reparaturbedarf – die Amplitude der eineinhalb Harmonischen überschreitet
Umkehrfrequenzamplitude

Für Wälzlager ist es außerdem möglich, charakteristische Schwingzu unterscheiden, die mit unterschiedlichen Schädigungsgraden einhergehen (Abbildung 116). Der gebrauchsfähige Zustand ist durch das Vorhandensein unbedeutender Amplitudenkomponenten im Niederfrequenzbereich des untersuchten Spektrums 10 ... 4000 Hz (a) gekennzeichnet. Das Anfangsstadium der Schädigung besteht aus mehreren Komponenten mit einer Amplitude von 3,0...6,0 m/s 2 im mittleren Teil des Spektrums (b). Das durchschnittliche Schadensniveau ist mit der Bildung eines „Energiebuckels“ im Bereich von 2...4 kHz mit Spitzenwerten von 5,0...7,0 m/s 2 (c) verbunden. Erhebliche Schäden führen zu einem Anstieg der Amplitudenwerte der Komponenten des „Energiebuckels“ über 10 m/s 2 (d). Der Lageraustausch sollte nach Beginn der Abnahme der Werte der Spitzenkomponenten durchgeführt werden. Gleichzeitig ändert sich die Art der Reibung – im Wälzlager entsteht Gleitreibung, die Wälzkörper beginnen relativ zum Laufband zu rutschen.

a) guter Zustand; b) Anfangsstadium; c) die durchschnittliche Schadenshöhe;
d) erheblicher Schaden

Hüllkurvenanalyse

Der Betrieb von Wälzlagern ist durch die ständige Entstehung von Geräuschen und Vibrationen im breitbandigen Frequenzbereich gekennzeichnet. Neue Lager erzeugen geringe Geräusche und kaum wahrnehmbare mechanische Vibrationen. Mit der Abnutzung des Lagers treten in Schwingungsvorgängen sogenannte Lagertöne auf, deren Amplitude mit der Entstehung von Defekten zunimmt. Dadurch kann das von einem defekten Lager erzeugte Vibrationssignal mit einiger Näherung als zufälliger amplitudenmodulierter Prozess dargestellt werden ().

Die Form der Einhüllenden und die Modulationstiefe sind sehr sensible Indikatoren für den technischen Zustand des Wälzlagers und bilden daher die Grundlage der Analyse. Als Maß für den technischen Zustand einiger Programme wird der Amplitudenmodulationskoeffizient verwendet:

K m = (U p,max – U p,min) / (U p,max + U p,min).

Zu Beginn der Fehlerentwicklung auf dem „Geräuschhintergrund“ treten Peiltöne auf, die sich mit zunehmender Fehlerentwicklung um ca. 20 dB gegenüber dem Pegel des „Geräuschhintergrundes“ verstärken. In den späteren Stadien der Entwicklung des Defekts, wenn er schwerwiegend wird, beginnt der Geräuschpegel anzusteigen und erreicht den Wert von Lagertönen in einem inakzeptablen technischen Zustand.

Der hochfrequente Rauschanteil des Signals ändert seine Amplitude im Laufe der Zeit und wird durch ein niederfrequentes Signal moduliert. Dieses Modulationssignal enthält auch Informationen über den Zustand des Lagers. Die besten Ergebnisse liefert diese Methode, wenn man nicht die Modulation eines Breitbandsignals analysiert, sondern zunächst eine Bandpassfilterung des Vibrationssignals im Bereich von ca. 6 ... 18 kHz durchführt und die Modulation dieses Signals analysiert. Dazu wird das gefilterte Signal erfasst und ein Modulationssignal ausgewählt, das einem schmalbandigen Spektrumanalysator zugeführt wird, wo das Hüllkurvenspektrum gebildet wird.

Kleinere Lagerdefekte können keine spürbaren Vibrationen in den vom Lager erzeugten niedrigen und mittleren Frequenzen hervorrufen. Gleichzeitig ist für die Modulation hochfrequenter Schwingungsgeräusche die Energie der entstehenden Stöße völlig ausreichend, das Verfahren weist eine sehr hohe Empfindlichkeit auf.

Das Hüllkurvenspektrum hat immer ein sehr charakteristisches Aussehen. Sofern keine Mängel vorliegen, handelt es sich um eine nahezu horizontale, leicht wellenförmige Linie. Wenn Defekte auftreten, beginnen diskrete Komponenten über das Niveau dieser eher glatten Linie eines kontinuierlichen Hintergrunds zu steigen, deren Frequenzen aus der Kinematik und den Lagerumdrehungen berechnet werden. Die Frequenzzusammensetzung des Hüllkurvenspektrums ermöglicht es, das Vorhandensein von Defekten zu erkennen, und der Überschuss der entsprechenden Komponenten gegenüber dem Hintergrund charakterisiert eindeutig die Tiefe jedes Defekts.

Die Hüllkurvendiagnose eines Wälzlagers ermöglicht die Identifizierung einzelner Fehler. Die Frequenzen des Schwingungshüllkurvenspektrums, bei denen Fehler erkannt werden, stimmen mit den Frequenzen der Schwingungsspektren überein. Bei der Messung mit einer Hüllkurve ist es notwendig, den Wert der Trägerfrequenz in das Gerät einzugeben und das Signal zu filtern (die Bandbreite beträgt nicht mehr als 1/3 Oktave).

Fragen zur Selbstkontrolle

1. Zu welchen Zwecken wird die Spektralanalyse eingesetzt?
2. Wie bestimmt man die Wendefrequenz und die Oberschwingungen?
3. In welchen Fällen treten Subharmonische im Schwingungsspektrum auf?
4. Was sind die Eigenschaften von Resonanzfrequenzen?
5. Bei welchen Frequenzen treten Wälzlagerschäden auf?
6. Was sind die Symptome eines Getriebeschadens?
7. Was ist Vibrationssignalmodulation?
8. Welche Zeichen zeichnen Schwingungen elektrischen Ursprungs aus?
9. Wie verändert sich die Art der Spektralmuster mit der Schadensentwicklung?
10. Wann wird die Hüllkurvenanalyse verwendet?

Bei der Prüfung der Auswirkungen von Vibrationen werden am häufigsten folgende Prüfmethoden verwendet:

Sinusvibrationsmethode mit fester Frequenz;

Sweep-Methode;

Breitband-Zufallsvibrationsmethode;

Methode der schmalbandigen Zufallsschwingung.

Manchmal werden im Labor Tests zu den Auswirkungen realer Vibrationen durchgeführt.

Sinusförmige Vibrationstests mit fester Frequenz wird durchgeführt, indem die angegebenen Werte der Schwingungsparameter auf eine feste Frequenz eingestellt werden. Tests können durchgeführt werden:

Bei einer festen Frequenz;

Bei einer Reihe mechanischer Resonanzfrequenzen;

Bei einer im Betriebsbereich angegebenen Anzahl von Frequenzen.

Tests bei einer festen Frequenz f(i) für eine gegebene Zeit t p mit einer bestimmten Beschleunigungsamplitude (Verschiebung) sind wirkungslos. Weil Die Wahrscheinlichkeit, dass das Produkt während des Betriebs oder Transports Vibrationen einer einzelnen Frequenz ausgesetzt ist, ist sehr gering. Diese Art von Prüfung wird während des Produktionsprozesses durchgeführt, um minderwertige Löt- und Schraubverbindungen sowie andere Produktionsfehler zu erkennen.

Prüfungen nach der Festfrequenzmethode bei mechanischen Resonanzfrequenzen. Die zu prüfenden Produkte erfordern eine vorherige Bestimmung dieser Frequenzen. Der Prüfling wird nacheinander Vibrationen bei Resonanzfrequenzen ausgesetzt, wobei er in jedem Modus für einige Zeit gehalten wird. Würde Bei dieser Methode werden die Tests bei Frequenzen durchgeführt, die für das getestete ES am gefährlichsten sind. Nachteil ist die Schwierigkeit, den Testprozess zu automatisieren, da sich die Resonanzfrequenzen während des Testprozesses etwas ändern können.

Tests auf einer Reihe von im Betriebsbereich angegebenen Frequenzen Es ist ratsam, die Eigenschaften des Produkts an den Punkten des Betriebsfrequenzbereichs zu messen. Theoretisch wird der Abstand zwischen zwei benachbarten Frequenzen nicht größer als die Breite der Resonanzcharakteristik des Strukturelements gewählt. Dies geschieht, um das mögliche Auftreten von Resonanzen nicht zu übersehen. Im Falle der Erkennung von Resonanzfrequenzen oder Frequenzen, bei denen eine Verschlechterung der kontrollierten Parameter des Produkts beobachtet wird, wird ein zusätzliches Halten bei dieser Frequenz empfohlen, um die Ursachen der Diskrepanz zu klären und zu identifizieren.

Wobbelfrequenztest erfolgen durch eine kontinuierliche Änderung der Schwingungsfrequenz in Richtung ihrer Zunahme und dann Abnahme. Die Hauptparameter, die die Wobbelfrequenzmethode charakterisieren, sind:

Die Zeit eines Schwungzyklus T c;

Schwenkgeschwindigkeit n bis;

Testdauer T p.

Ein wichtiger Indikator für das Frequenz-Sweep-Verfahren ist die Frequenz-Sweep-Geschwindigkeit. Aus der Tatsache, dass der Bereich hoher Vibrationsfrequenzen (1000 ... 5000 Hz) viel breiter ist als der Bereich niedriger Vibrationsfrequenzen (20 ... 1000 Hz), folgt daraus, dass die Frequenz innerhalb des Frequenzbereichs mit konstanter Geschwindigkeit schwankt Im Betriebsbereich wird der Niederfrequenzbereich in kürzerer Zeit durchlaufen als der Hochfrequenzbereich. Dadurch wird die Erkennung von Resonanzen bei niedrigen Frequenzen schwierig. Daher erfolgt die Frequenzänderung innerhalb des Betriebsfrequenzbereichs üblicherweise nach einem Exponentialgesetz.

f in \u003d f 1 ×e kt,(3)

Wo f in– Schwingungsfrequenz zum Zeitpunkt t, Hz; f1– untere Frequenz des Betriebsbereichs, Hz; k ist der Exponent, der die Schwunggeschwindigkeit charakterisiert.

Bei der Wahl einer hohen Schwunggeschwindigkeit erfolgt die Bewertung der Eigenschaften des getesteten ES mit großen Fehlern, weil Die Amplitude der Resonanzschwingungen des Produkts erreicht niedrigere Werte als bei niedriger Geschwindigkeit, und es sind auch Auslassungen (Nichterkennung) von Resonanzen möglich. Wird eine niedrige Schwenkgeschwindigkeit gewählt, kann ein langer Durchgang des Betriebsfrequenzbereichs zu Schäden am geprüften Produkt bei Resonanzfrequenzen und einer Verlängerung der Prüfdauer führen. Die Frequenzänderungsrate sollte so sein, dass die Frequenzänderungszeit im Resonanzfrequenzband liegt t D f war nicht kürzer als die Anstiegszeit der Schwingungsamplitude des Produkts bei Resonanz auf einen stabilen Wert Schlepper und der Zeitpunkt der endgültigen Feststellung des beweglichen Teils des Mess- oder Registriergeräts t y. Diese. Die Frequenzänderungsrate wird durch die folgenden Bedingungen begrenzt:

t D f > t out,(4)

t D f > t y .

Die Anstiegszeit der Schwingungsamplitude bei Resonanz auf einen stationären Wert lässt sich näherungsweise nach folgender Formel berechnen:

t nar \u003d k 1 × Q / f 0, (5)

Wo f 0 – Resonanzfrequenz, Hz; Q - Qualitätsfaktor des Produkts; k 1 ist ein Koeffizient, der die Verlängerung der Zeit des Amplitudenanstiegs auf einen stabilen Wert infolge der Abweichung der Amplitudenänderungen von einem linearen Gesetz berücksichtigt.

In Anbetracht des Vorstehenden wird die Frequenzänderungsrate nach folgender Formel berechnet:

n bis =2000×lg(2×Q+1/2×Q)/t D f ,(6)

Wo t D f - Wählen Sie gemäß den Bedingungen (4). Wenn die durch die Formel ermittelte Frequenzänderungsrate 2 Oktaven/s überschreitet, wird sie immer noch als 2 Oktaven/s akzeptiert – dies ist die maximale maximale Frequenzänderungsrate.

Tests nach der Methode der Breitband-Zufallsvibration. In diesem Fall wird die gleichzeitige Anregung aller Resonanzen des getesteten Produkts realisiert, was es ermöglicht, deren gemeinsamen Einfluss aufzudecken. Die Verschärfung der Testbedingungen durch gleichzeitige Anregung von Resonanzfrequenzen verkürzt die Testzeit im Vergleich zur Wobbelfrequenzmethode.

Der Schweregrad von Prüfungen nach der Methode der Breitband-Zufallsvibration wird durch eine Kombination der folgenden Parameter bestimmt:

Frequenzbereich;

Die spektrale Beschleunigungsdichte;

Die Dauer des Tests.

Die Schweregrade sind in Tabelle 5.1 aufgeführt.

Tabelle 5.1

ZU Tugenden Diese Methode kann Folgendes umfassen:

Nähe zu mechanischen Einflüssen im realen Betrieb;

Die Fähigkeit, alle Auswirkungen der mechanischen Einwirkung verschiedener Strukturelemente zu erkennen;

Die kürzeste Testdauer.

ZU Mängel Dazu zählen die hohen Kosten und die Komplexität der zu prüfenden Geräte.

Schmalbandige Zufallsvibrationstests. Dieses Verfahren wird auch Zufallsvibrationsmethode mit Frequenzbandabtastung genannt. Dabei wird eine zufällige Schwingung in einem schmalen Frequenzband angeregt, deren Mittenfrequenz gemäß dem Exponentialgesetz während des Tests langsam den Frequenzbereich abtastet.

Diese Methode implementiert einen Kompromiss zwischen Breitband- und gewobbelten Sinuswellen-Testmethoden.

Damit der Zufallsvibrationstest dem Frequenzband-Scan-Test und dem Breitband-Zufallsvibrationstest gleichwertig ist, muss die folgende Bedingung erfüllt sein:

g=s/(2×pi×f) 1/2 = const,(7)

wobei g der Beschleunigungsgradient ist, g×с 1/2; s ist der quadratische Mittelwert der Vibrationsbeschleunigung in einem schmalen Frequenzband, gemessen am Kontrollpunkt, g; f ist die Mittenfrequenz des Bandes.

Der Prüfschärfegrad wird dabei durch eine Kombination der folgenden Parameter bestimmt:

Frequenzbereich;

Scan-Bandbreite;

Beschleunigungsgradient;

Testdauer.

Der Wert des Beschleunigungsgradienten ergibt sich aus der Formel:

g=0,22×S(f) 1/2 ,(8)

Wo S(f) ist die spektrale Dichte der Schwingungsbeschleunigung bei der Prüfung mit der Methode der Breitband-Zufallsschwingung.

Ähnliche Informationen.

Testmethoden für zufällige Schmalbandschwingungen mit zeitlich variierender Durchschnittsfrequenz haben sich durchgesetzt. Sie haben folgende Vorteile:

1) die Möglichkeit, mit weniger leistungsstarken Geräten erhebliche Belastungsniveaus zu erreichen;

2) die Möglichkeit, einfachere Steuerungsgeräte zu verwenden, die weniger qualifiziertes Personal erfordern.

Reis. Abb. 8. Schema zur Verwaltung von Tests für zufällige Schmalbandschwingungen: a – Spektraldichten von Schmalband- und Breitbandschwingungen, b – Strukturdiagramm des Systems: 1 – Frequenzabtastantrieb, 2 – vibrometrische Ausrüstung, 3 – Sensor, 4 – Testprodukt, 5 – Schwingungserreger, 6 – Verstärker; 7 – automatische Verstärkungsregelung, 8 – Begleitfilter; 9 - Generator für weißes Rauschen

Die Hauptaufgaben bestehen darin, das Gesetz der zeitlichen Änderung der Durchschnittsfrequenz und das Gesetz der Schwingungsänderung in Abhängigkeit von der Frequenz zu bestimmen. Bei der Festlegung dieser Gesetze orientieren sie sich an Überlegungen zu einer gewissen Äquivalenz von Tests für schmal- und breitbandige Zufallsschwingungen. Es wird beispielsweise für Ermüdungsversuche etabliert, bei denen die Identität der Verteilung maximaler und minimaler Lasten für schmal- und breitbandige Schwingungen erforderlich ist. Eingerichtet

wobei der Effektivwert der Schwingungsüberlastung (durch Beschleunigung in Einheiten mit Schmalbandanregung) ist. Wenn er proportional zu VI sein soll, dann ist der Beschleunigungsgradient bei Versuchen für Schmalachsenschwingungen ein konstanter Wert. Prüfzeit für eine logarithmische Änderung in der Häufigkeit

Dementsprechend die höchsten und niedrigsten Frequenzen des Bereichs, in dem die Abtastung durchgeführt wird; Prüfzeit für Schmal- und Breitbandschwingungen; Skalierungsfaktor.

Um die bei Breitbandschwingungen auftretenden Verhältnisse mit einer gleichmäßigen spektralen Dichte im Frequenzband (siehe Abb. 8, a) nachzubilden, wird der Beschleunigungsgradient nach der Formel berechnet

wo Auf dem durchschnittlichen Übertragungskoeffizienten des Schwingungssystems; seine Übertragungsfunktion.

Gemäß (18) und (19) wird der Schmalbandschwingungstestmodus durch die Koeffizienten bestimmt. Der Koeffizient kann von 1,14 (für einfache Tests) bis 3,3 (für beschleunigte Tests) variieren. Der Koeffizient ändert sich entsprechend innerhalb

Auf Abb. 8a zeigt die spektralen Dichten schmalbandiger und breitbandiger Schwingungen. Die Steigung der gestrichelten Linie, die die Anstiegsgeschwindigkeit der spektralen Dichte bei Änderung der Durchschnittsfrequenz bestimmt, ist gleich dem Quadrat des Beschleunigungsgradienten.

Es gibt eine große Anzahl industrieller Automatisierungssysteme für Schmalband-Random-Vibrationstests. Sie sind nach dem in Abb. gezeigten Schema aufgebaut. 8, geb. Mit einem Generator für weißes Rauschen und einem zugehörigen Filter, dessen Mittenfrequenz durch einen frequenzabtastenden Antrieb verändert wird, wird ein schmalbandiger Zufallsprozess mit zeitlich veränderlicher Mittenfrequenz erhalten. Die Drehzahl ist in einem weiten Bereich einstellbar. Der RMS-Wert der Schmalbandschwingungen am Ausgang des Schwingungssystems wird mithilfe eines automatischen Verstärkungsregelungssystems (AGC) stabilisiert. Das AGC-Feedbacksignal kommt vom Ausgang des vibrometrischen Geräts