دينامية اختبار محلل ( DTA ) يستخدم أساسا لقياس وتحليل استجابة المواد أو الهياكل تحت الأحمال الديناميكية . ويستخدم على نطاق واسع في مجال الهندسة ، وهيكل الرصد ، التصميم الميكانيكي ، علم المواد ، وما إلى ذلك ، من أجل تقييم الخصائص الديناميكية من المواد أو المكونات ( مثل التردد والسعة ، التخميد ، وما إلى ذلك ) ، ومن ثم التنبؤ بأدائها في ظروف العمل الفعلية . وفيما يلي مبادئ وأساليب اختبار دينامية محلل .
1 - المبادئ
مبدأ عمل اختبار دينامية محلل يستند إلى الاستجابة الديناميكية من المواد أو الهياكل ، أي كيفية الرد وتغيير الخصائص الفيزيائية من المواد أو الهياكل بعد تطبيق الأحمال الخارجية ( مثل الاهتزاز ، صدمة ، الإثارة الدورية ، وما إلى ذلك ) . من خلال قياس الاستجابة الديناميكية ، يمكننا استنتاج خصائص المواد أو الهياكل .
المبدأ الأساسي :
تحليل خصائص الاهتزاز : اختبار الاهتزاز من خلال جهاز الإثارة ( مثل الجدول الهز ، المثير ، وما إلى ذلك ) تطبيق الأحمال الديناميكية ، من خلال أجهزة الاستشعار ( مثل التسارع ، وأجهزة الاستشعار التشريد ، سلالة غيج ، وما إلى ذلك ) لقياس المواد أو هيكل في ترددات مختلفة استجابة الاهتزاز .
استجابة التردد وظيفة ( FRF ) : دينامية اختبار محلل عادة الحصول على استجابة التردد وظيفة من خلال قياس العلاقة بين الاستجابة و الإثارة . FRF يستخدم لوصف العلاقة بين المدخلات ( الإثارة ) و الإخراج ( الرد ) من النظام .
تحليل مشروط : استنادا إلى بيانات الاختبار ، يمكن إجراء تحليل مشروط لتحديد التردد الطبيعي ، مشروط الشكل ، التخميد خصائص المواد أو الهياكل ، ومن ثم فهم سلوكهم تحت تحميل الديناميكي .
2 . دينامية طريقة الاختبار
طرق اختبار محلل اختبار دينامية تشمل عادة ما يلي :
تحليل استجابة التردد
مبدأ الاختبار : تطبيق قوة الإثارة في نطاق التردد ، وقياس الاهتزاز استجابة النظام . من خلال تحليل السعة ومرحلة الاهتزاز في ترددات مختلفة ، استجابة التردد وظيفة النظام هو الحصول على .
تطبيق المشهد : تستخدم لتحليل خصائص الرنين من الهيكل ، تجد التردد الطبيعي وطريقة الهيكل .
طريقة اختبار تأثير
اختبار المبدأ : تطبيق قوة مثيرة على المدى القصير ، على نطاق واسع التردد مع تأثير ( على سبيل المثال ، المطرقة ) لقياس استجابة هيكل أو مادة تحت تأثير التحميل .
تطبيق السيناريو : تستخدم لتقييم الخصائص الديناميكية من هيكل أو عنصر ، وعادة ما تستخدم على نطاق واسع في هيكل أو نظام معقد .
طريقة التحليل التوافقي
مبدأ الاختبار : تطبيق إشارة جيبية مثيرة مع تردد معروف ، وقياس الاستجابة . من خلال تغيير تردد الإثارة تدريجيا ، استجابة البيانات من هيكل تحت ترددات مختلفة يتم الحصول عليها .
تطبيق السيناريو : تستخدم لدراسة الاستجابة الديناميكية من الهياكل على ترددات مختلفة ، لا سيما عندما يكون هناك تردد كبير الاعتماد على الهياكل .
مؤشر ستوكاستيك تحليل الإثارة
اختبار المبدأ : من خلال تطبيق كلمة الإثارة إشارة ( مثل الضوضاء البيضاء ، كلمة الاهتزاز ، وما إلى ذلك ) ، وقياس استجابة إشارة ، من خلال التحليل الإحصائي للحصول على الخصائص الديناميكية للنظام .
تطبيق المشهد : عادة ما تستخدم في تحليل الاهتزاز من نظام معقد ، مثل الفضاء ، هندسة السيارات ، الخ .
تحليل مشروط
مبدأ القياس : من خلال تطبيق ترددات مختلفة وأنواع مختلفة من الإثارة ، نظام قياس الاستجابة الديناميكية ، واستخدام البيانات لحساب نظام مشروط المعلمات ( التردد الطبيعي ، مشروط ، التخميد ، وهلم جرا ) .
تطبيق المشهد : تستخدم على نطاق واسع في التصميم الهيكلي ، والرصد الصحي ، من أجل الحصول على خصائص الاهتزاز الطبيعي للنظام ، وتقييم ما إذا كانت هناك عيوب هيكلية محتملة .
3 . تكوين دينامية اختبار محلل
محلل اختبار دينامية عادة ما تتألف من المكونات الرئيسية التالية :
مصدر الإثارة : تستخدم لتطبيق الأحمال الديناميكية . مصدر الإثارة المشتركة تشمل الجدول الهز ، المثير ، تأثير المطرقة ، الخ .
أجهزة الاستشعار : تستخدم لقياس الاستجابة الديناميكية للنظام . أجهزة الاستشعار المشتركة تشمل التسارع ، التشرد الاستشعار ، قياس الضغط ، قوة الاستشعار ، الخ .
نظام الحصول على البيانات : تستخدم لجمع إشارة استشعار وتحويلها إلى بيانات رقمية ، وعادة ما تشمل بطاقة الحصول على البيانات ، فلتر ، وهلم جرا .
تحليل البرمجيات المستخدمة في معالجة وتحليل البيانات التي تم جمعها ، وتوليد منحنى الاستجابة ، استجابة التردد وظيفة ، مشروط المعلمة ، وما إلى ذلك ، وإجراء تحليل لاحق .
4 - تطبيق الاختبارات الديناميكية
دينامية اختبار محلل يستخدم على نطاق واسع في العديد من المجالات ، بما في ذلك أساسا :
هيكل المراقبة الصحية : تقييم الحالة الصحية للمباني والجسور والطائرات ، وما إلى ذلك ، في الوقت المناسب للكشف عن الأضرار المحتملة أو الفشل .
اختبار المعدات الميكانيكية : تستخدم لتحليل وتحسين الأداء الديناميكي من المعدات الميكانيكية ، مثل المحركات والمضخات ، وأنظمة القيادة ، الخ .
مادة اختبار الأداء : تقييم الخواص الميكانيكية للمواد الجديدة تحت الأحمال الديناميكية ، مثل مقاومة التعب ، ومقاومة الصدمات ، وهلم جرا .
التحكم في الاهتزاز : دراسة استجابة الاهتزاز من هيكل أو جهاز تحت مختلف الإثارة لتحسين تدابير مراقبة الاهتزاز .
5 - الاحتياطات
السيطرة على البيئة التجريبية : عند إجراء اختبار دينامية ، الظروف البيئية ( مثل درجة الحرارة ، الرطوبة ، الضوضاء ، وما إلى ذلك ) ينبغي أن تكون مستقرة قدر الإمكان ، حتى لا تؤثر على دقة نتائج الاختبار .
أداة المعايرة : معايرة أداة الاختبار بانتظام لضمان دقة نتائج الاختبار .
الحصول على البيانات وتجهيزها : التأكد من أن تردد أخذ العينات من نظام الحصول على البيانات عالية بما فيه الكفاية للقبض على استجابة عالية التردد الاهتزاز ، وتجهيز وتحليل بيانات الاختبار بشكل صحيح .
ملخص
دينامية اختبار محلل يمكن أن تساعد المهندسين على فهم خصائص الاهتزاز ، مشروط المعلمات ، استجابة التردد ، وما إلى ذلك من خلال دقة قياس استجابة الهيكل أو المواد تحت الأحمال الديناميكية ، وبالتالي تحسين تصميم وتقييم الأداء أو رصد الحالة الصحية . من خلال طرق الاختبار المختلفة ، مثل استجابة التردد التحليل ، اختبار تأثير ، تحليل مشروط ، الخ ، الخصائص الديناميكية للنظام يمكن تقييمها بشكل شامل ، ويمكن أن توفر بيانات موثوقة لدعم التحسين الهيكلي ، خطأ التشخيص ، الخ .