Ważną częścią wibroakustyki, czyli dziedziny wiedzy dotyczącej procesów drganiowych i akustycznych zachodzących w szeroko rozumianym środowisku (np. w technice, maszynach, urządzeniach czy zakładach przemysłowych), są testy wibracyjne. Z tego wpisu dowiesz się, po co oraz w jaki sposób się je wykonuje, a także poznasz ich zastosowanie we współczesnym świecie.
Po co przeprowadza się testy wibracyjne?
Testy wibracyjne znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. Wykonuje się je m.in. w przemyśle motoryzacyjnym, lotniczym, obronnym czy elektronicznym. Dzięki nim można bowiem określić trwałość i niezawodność obiektu czy elementu, a także poznać jego własności dynamiczne. Bez przeprowadzenia takich testów niemożliwe byłoby określenie, czy dany obiekt wytrzyma warunki, w jakich będzie musiał być transportowany lub użytkowany. Testy wibracyjne umożliwiają zidentyfikowanie potencjalnego zagrożenia i problemów, jeszcze zanim się pojawią. Wykonuje się je w celu wydłużenia żywotności badanych produktów i zwiększenia wydajności oraz efektywności ich pracy.
Na czym dokładnie polegają testy wibracyjne?
Testy wibracyjne polegają na wykonaniu serii kontrolowanych symulacji wibracji. Są one przeprowadzane w specjalistycznych laboratoriach przeznaczonych do takich eksperymentów. Do ich realizacji niezbędny jest cały system, w skład którego wchodzą: czujniki, układy kondycjonowania, analizatory, oprogramowanie do akwizycji danych oraz wzbudnik elektrodynamiczny i kontroler, dzięki któremu można wykonać każdy rodzaj testu wibracyjnego. Wyróżniamy kilka typów takich badań:
- narażenia sinusoidalne – test ten wykorzystuje sygnał sinus, jest on stosowany dla obiektów pracujących w otoczeniu obracających się elementów,
- podtrzymanie w rezonansie – są to testy trwałościowe, obiekt jest wprowadzany w rezonans przy zastosowaniu sygnału sinus, a następnie przetrzymywany w tym stanie,
- narażenia losowe – test ten wykorzystuje sygnał losowy, wibracje obejmują więcej niż tylko jedną częstotliwość w tym samym czasie, jest stosowany dla obiektów poddawanych losowemu wymuszeniu (m.in. w elektronice i transporcie),
- udary – testy udarowe są stosowane w badaniach obiektów, które są narażone na działanie drgań o dużej amplitudzie przyspieszenia (np. w transporcie czy przemyśle obronnym),
- testy mieszane typu sine lub sine on random – łączą w sobie podstawową energię testu drgań losowych z czasem trwania rezonansu testu sinusoidalnego, tego typu testy dostarczają dużo informacji na temat tego, jakie są szanse przetrwania danego produktu w określonym środowisku.
Wzbudnik elektrodynamiczny odpowiada za generowanie wibracji. Umożliwia on przeprowadzanie badań zarówno w osi pionowej, jak i poziomej. Czujniki wykorzystywane podczas tych testów mają szeroki zakres czułości i są zawsze starannie dobierane do konkretnego zastosowania. System stosowany w naszym laboratorium posiada aż 16 kanałów, dzięki którym można przeprowadzać wielokanałową kontrolę wibracji oraz pomiar odpowiedzi badanego elementu lub obiektu. W szczególnych przypadkach łączy się kanały kontrolno-pomiarowe z dodatkowym analizatorem, otrzymując w ten sposób rozbudowany system akwizycji dysponujący aż 124 kanałami. Tak złożone badania są przeprowadzane m.in. dla branży militarnej i kosmicznej.