Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В чем измеряется вибрация двигателя

Как проводится измерение вибрации в квартире?

Информационные материалы по данной статье для сайта ekspertizy.org предоставил администратор сайта – Александр Шпилёв. Задать вопрос автору.

Акустические условия в здании зависят прежде всего от его конструкции. Поэтому на ранней стадии проектирования должное внимание должно быть сосредоточено на проблеме шума и вибрации и сопровождать весь период строительства. Это создаст оптимальные комфортные условия для жителей и повысит функциональность здания. Замер уровня вибрации проводится с помощью специализированных устройств, а также через привлечение экспертов.

Какими способами можно измерить вибрации?

На сегодняшний день современное высокоточное оборудование позволяет проводить два типа измерений шума и вибраций:

  • Контактный способ измерения вибраций производится при непосредственном контакте измеряющего прибора с работающим элементом. При этом датчик связан с оборудованием механической связью и может замерять частоту движений и их амплитуду необходимый промежуток времени.
  • Среди наиболее распространенных и часто используемых контактных способов измерения вибрации оборудования выделяют замеры пьезоэлектрическими датчиками. Данные приборы могут осуществлять проверку вибраций с небольшой амплитудой движения и относительно слабозаметными колебаниями оборудования. Однако, эти датчики малоэффективны, если нужно производить проверку вибраций с большими амплитудами движений и частыми движениями исследуемого элемента. В зависимости от массы проверяемого оборудования и единиц измерения вибрации, показатели могут допускать ошибки и неточности. Пьезоэлектрические датчики максимально эффективны для небольших предметов с относительно медленным движением и средней амплитудой движения.
  • Вторым часто применяемым методом измерения вибраций принято считать методику открытого резонанса. Основа работы данного метода заключается в измерении параметров СВЧ резонатора, которые могут изменяться в процессе вибрационных движений исследуемого оборудования. В процессе измерения вибраций конструкций зданий методом открытого резонанса датчик имеет два специально оборудованных зеркала. Первое из зеркал измеряет показатели оборудования до начала движения. Второе зеркало в датчике замеряет состояние объекта после осуществления вибрационного движения. Благодаря использованию данной технологии показатели на выходе являются максимально точными и помогают эффективно осуществлять замеры вибраций оборудования любой массы и мощности.
  • Для оборудования с высокими амплитудами движений в процессе вибрации нередко могут использовать сферические зеркала. Данный метод способен производить замеры движения объектов с разрешением в 3 мкм, с учетом того, что исследуемый элемент будет тяжелее проверяющего зеркала.

Результаты измерений


Рис.3. Маршрут движения


Рис. 4. Результаты измерения корректированного виброускорения по осям X, Y, Z и скорости движения автомобиля

Читать еще:  Газ 31029 неустойчивая работа двигателя

Видно, что на сидении водителя доминирующей является вибрация по оси Z. На маршруте автомобиль делал две остановки, водитель дважды покидал свое рабочее место, а скорость автомобиля на некоторых участках достигала 110 км/ч.

Анализируя соотношение скорости движения и уровней вибрации на сидении водителя, можно сделать вывод, что вибрация практически не зависит от скорости движения транспортного средства, а определяется, в первую очередь, состоянием дорожного покрытия. Максимальные уровни вибрации воздействовали на водителя в моменты времени, когда скорость автомобиля составляла 50-70 км/ч.

Максимальные уровни вибрации и соответствующий им участок дороги показаны на Рис. 5


Рис. 5. Участок дороги с максимальными уровнями вибрации

На графике главных результатов выделены два пятиминутных интервала времени, в течение которых водитель получил максимальное воздействие вибрации составляющее 113,4 дБ. Соответствующий им участок дороги показан на карте Рис.5. Красным цветом показаны участки с максимальным воздействием вибрации.

На Рис. 6 и 7 показаны спектрограммы 1/1 октавного спектра, связанные с выделенными интервалами времени. Первый интервал соответствует движению в одну сторону, второй — движению в обратном направлении. Средняя скорость движения на этом участке дороги составила 54 км/ч.

В том, что увеличение вибрации напрямую связано с техническим состоянием дорожного полотна, можно убедиться по спектрограмме 1/1 октавного спектра.


Рис. 6. Спектрограмма движения автомобиля по плохому участку дороги в одном направлении


Рис.7. Спектрограмма движения автомобиля по плохому участку дороги в обратном направлении

Вибрация на выделенных участках имеет ярко выраженные низкочастотные и высокочастотные составляющие, что характерно для контакта колеса транспортного средства с трещинами, ямами и другими артефактами плохого дорожного покрытия.

Полученные данные были использованы для оценки воздействия вибрации на водителя при движении по указанному маршруту. Вычисления выполнялись с использованием программного обеспечения «Помощник», которое автоматически исключило из расчета результаты, когда водитель отсутствовал на рабочем месте. Результат вычисления представлен на Рис. 8.


Рис.8. Расчет сменного воздействия общей вибрации на водителя с учетом периодов времени его отсутствия на рабочем месте

Методики

Измерение уровня шума обычно происходит по субъективному или объективному методу. Первый основан на использовании фонометров. Они измеряют шум, сопоставляя его с чистым тоном конкретной частоты. Ее генерирует специальный аппарат. Измерительные операции довольно сложны и дают результаты с ограниченным использованием.

Читать еще:  Датчики температуры двигателей универсал

Второй метод подразумевает применение шумомеров. Они конвертируют звуковые волны в электрические. После чего сигнал следует на измеритель. К выходному участку усилителя можно присоединять разные фильтры для корректировки сигнала. Они позволяют получить более точные данные об интенсивности шумов конкретных частот.

На сегодняшний день второй метод измерения уровней шума все больше вытесняет первый. И это логично. Ведь работать с фонометрами довольно трудно, и полученные результаты сложно применять.

Что измеряют в понятии «вибрация»?

Вибрацию обычно измеряют по трём осям: вертикальной, горизонтальной, осевой. Существуют три измеряемых параметра:

  • виброперемещение. Это, собственно, амплитуда вибрации. Измеряется в микронах (мкм);
  • виброскорость. Скорость перемещения точки по оси измерения. Измеряется в мм/сек;
  • виброускорение. Прямо указывающее на действие сил, вызвавших вибрацию. Измеряется в м/сек 2 , либо в G – ускорениях свободного падения.

Все три параметра измеряются датчиками, соответственно, виброперемещения, виброскорости и виброускорения. Все эти датчики имеют крайне малый выходной сигнал, передать который на прибор весьма сложно из-за того, что его величина сравнима с величиной «электромагнитного шума» — наводками на кабель от паразитных (лишних) электромагнитных полей.

Виды вибрации

В основном выделяют два вида вибрации: общую и локальную. В первом случае вибрация передается человеку от конструкций здания или транспорта, в котором он находится. Это может быть вибрация от пола и стен квартиры, когда на улице проезжает трамвай, или вибрация от корпуса автомобиля во время езды.

Локальная вибрация возникает при работе с вибрирующими приборами. Она передается через руки и ноги человека, если они контактируют с работающим прибором.

Тестирование и демпфирование в нормальном режиме

При нормальном режиме частотные характеристики не вычисляются. Формы мод получаются непосредственно из показания оборудования. Результат частотного демпфирование не содержится в результатах нормального режима, и поэтому должен быть получен с помощью дополнительного расчета на демпфирование. На рисунке 9 показана программа для расчета частотного демпфирования.


Расчет экспоненциального затухания

Есть несколько методов, доступных для расчета частотного демпфирования, в том числе:

  • Логарифмический декремент колебаний с использованием преобразования Гильберта;
  • Метод комплексной энергетики;
  • Метод квадратуры сил, и т.п.

Обработка данных при наземных вибрационных испытаниях: модальный анализ

Используя собранные данные: резонансные частоты, моды и затухание, полученные при разнообразных тестах, будь то тесты с широкополосными случайными сигналами, синусоидальными сигналами, либо ступенчатыми, формируется компьютерная конечно-элементная модель поведения самолета в полете. Результат расчета флаттер эффекта показан на рисунке.

Читать еще:  Чтобы мягче работал дизельный двигатель


Форма крыльев самолета F-16, при проявлении флаттер эффекта, рассчитанная на основе показаний, собранных во время наземных частотных испытаний

Как уже упоминалось, частотные данные для нормальных режимов являются прямым результатом снятия показаний с измерительного оборудования.

Полученные частотные параметры тестовых режимов, в современных испытаниях, сразу оцениваются, на испытательном полигоне, путем сравнения с ожидаемыми результатами компьютерного анализа и прогнозов. Предварительная оценка проводится для того, чтобы убедиться в отсутствии каких-либо явных различий, до того, как измерительное оборудование будет демонтировано. Компьютерные конечно-элементные модели, расчётная и тестовая, прямо в программе Simcenter Testlab, путем импорта результатов моделей в формате NASTRAN или ANSYS, накладываются друг на друга, и сравниваются.

Программная система Simcenter Testlab — это пакет для сбора данных, их анализа и моделирования. Система предназначена для проектирования изделий с заданными характеристиками на основе результатов испытаний по основным эксплуатационным характеристикам: вибрационным, акустическим, нагрузочным, усталостной прочности.

MSC Nastran — конечно-элементная система, обеспечивает полный набор расчетов, включая расчет напряженно-деформированного состояния, запасов прочности, собственных частот и форм колебаний, анализ устойчивости, исследование установившихся и неустановившихся динамических процессов, решение задач теплопередачи, акустических явлений, нелинейных статических и нелинейных переходных процессов, анализ сложного контактного взаимодействия, расчет критических частот и вибраций, анализ частотных характеристик при воздействии случайных нагрузок и импульсного широкополосного воздействия, исследование аэроупругости на дозвуковых и сверхзвуковых скоростях.

ANSYS — универсальная программная система для конечно-элементного анализа. Программа является популярной у специалистов в сфере автоматизированных инженерных расчётов (САПР) и решения линейных и нелинейных, стационарных и нестационарных пространственных задач механики деформируемого твёрдого тела и механики конструкций.

Вывод

Наземные вибрационные испытания вместе с испытаниями в аэродинамической трубе используются для проверки конструктивных и аэродинамических моделей, которые в сочетании приводят к более точному прогнозированию флаттер эффекта.

Предсказание и моделирование флаттер эффекта, в настоящее время, является лишь операциями на компьютерной модели, в то время как тестовые полетные испытания становятся окончательной проверкой того, что зона стабильного полета избавлена от проявления этого эффекта.

Для статьи использовалась информация с сайтов компаний PRODERA и Siemens Industry Software

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector