phân tích rung động

Đặc trưng

Phân tích rung động là phân tích được thực hiện để tránh hiện tượng rung động có biên độ cực lớn (cộng hưởng) khi một rung động bằng tần số tự nhiên của vật thể rung được tác dụng từ bên ngoài.
Phân tích rung động có thể được phân loại thành "phân tích phương thức (phân tích giá trị riêng)" đơn giản nhất và "phân tích đáp ứng tần số".

 Phân tích rung động bao gồm phân tích Modal và phân tích đáp ứng tần số.

Phân tích phương thức (phân tích giá trị riêng)Hình 1 Phân tích phương thức (phân tích giá trị riêng)

phân tích đáp ứng tần sốHình 2 Phân tích đáp ứng tần số

Phân tích rung động có thể làm gì

Có được các đặc tính rung động (tần số riêng và cường độ rung động) có thể dẫn đến các biện pháp chống cộng hưởng và tiếng ồn.

Hiểu các đặc tính rung động (tần số riêng và cường độ rung động) dẫn đến các biện pháp đối phó với cộng hưởng và tiếng ồnHình 3 Đặc tính rung

Khi sử dụng vật liệu gia cố bằng sợi thủy tinh, có thể thực hiện các biện pháp sau để ngăn chặn sự cộng hưởng và tiếng ồn.
① Đặt tần số tự nhiên thành tần số nằm ngoài phạm vi sử dụng.
② Ngăn chặn khuếch đại rung động
Bằng cách kiểm tra hướng sợi thủy tinh và thêm các gân hoặc thay đổi độ dày của gân, có thể loại bỏ tần số tự nhiên khỏi dải tần mà sản phẩm được sử dụng (Hình 4 ①). Ngoài ra, khi thay thế kim loại, đặc tính đàn hồi nhớt của nhựa sẽ làm tăng tác dụng giảm rung (Hình 4 ②).

Biện pháp chống cộng hưởng và tiếng ồnHình 4 Biện pháp chống cộng hưởng và tiếng ồn

Nghiên cứu trường hợp-1

Đây là một ví dụ cho thấy tần số riêng có thể được thay đổi theo hướng sợi quang. Như được hiển thị trong Hình 5, sau khi tạo thành một tấm phẳng có kích thước 120mmx80mmx2mm, chúng tôi cắt nó ra theo từng hướng và tiến hành thử nghiệm đánh giá đặc tính giảm chấn bằng phương pháp kích thích trung tâm.

Hình ảnh cắt mẫu thử (trái) và phương pháp kích thích tâm (phải)Hình 5 Hình ảnh cắt mẫu thử (trái) và hình ảnh phương pháp kích thích tâm (phải)

Các kết quả thử nghiệm được thể hiện bằng đường đứt nét trong Hình 6. Có thể thấy rằng tần số tự nhiên cao hơn ở hướng 0° (= hướng sợi cao hơn). Ở đây, chúng ta có thể thấy rằng tần số riêng sơ cấp chênh lệch vài trăm Hz giữa hướng 0° và hướng 90°.

Đường liền nét trong Hình 6 cho thấy kết quả của một thử nghiệm tương tự được sao chép bằng phân tích Rung động. Ở đây, Digimat được sử dụng để tạo dữ liệu vật liệu có tính đến tính bất đẳng hướng và được phản ánh trong phân tích. Tương tự như kết quả thực nghiệm, kết quả thu được từ phân tích cho thấy sợi định hướng càng cao thì tần số riêng càng cao và sự chênh lệch giữa tần số tự nhiên thu được từ thực nghiệm và phân tích chỉ là 5%.

Hướng định hướng sợi thủy tinh và tần số tự nhiênHình 6 Hướng định hướng của sợi thủy tinh và tần số tự nhiên

Nghiên cứu trường hợp-2

Như đã đề cập ở trên, tần số riêng có thể được thay đổi bằng cách thay đổi hướng sợi, nhưng chúng tôi sẽ giới thiệu cách thay đổi hướng sợi thực sự bằng cách sử dụng ví dụ ứng dụng về các bộ phận của Hộp.

Thay đổi vị trí cổng ép phun là một cách hiệu quả để thay đổi hướng sợi trong sản phẩm thực tế. Như được hiển thị trong Hình 7, khi so sánh và đánh giá cổng A (trái) và cổng B (phải), việc chuyển sang cổng B đã thay đổi tần số tự nhiên lên vị trí cao hơn, như trong Hình 8. Cách tiếp cận này có thể thực hiện được với kính - chất gia cố bằng sợi nếu không thể đạt được tần số tự nhiên mong muốn.

Mẫu điền vào Cổng A (trái) và Cổng B (phải)Hình 7 Mẫu điền vào Cổng A (trái) và Cổng B (phải)

Điểm đo (trái) và kết quả phân tích đáp ứng tần số (phải)Hình 8. Điểm đo (trái) và kết quả phân tích đáp ứng tần số (phải)

Nghiên cứu điển hình-3

Tần số tự nhiên có thể được thay đổi bằng cách thêm các gân hoặc thay đổi độ dày của các gân, ngoài việc định hướng sợi thủy tinh. Như được hiển thị trong Hình 9, việc thêm các gân sẽ làm tăng tần số tự nhiên và việc giảm độ dày sẽ làm giảm tần số tự nhiên (Hình 10). Trong ép phun, việc thay đổi hình dạng như thế này tương đối dễ dàng, vì vậy việc tìm kiếm hình dạng tốt hơn trong khi phân tích sẽ rất hiệu quả.

Thay đổi tần số tự nhiên do bổ sung xương sườnHình 9 Thay đổi tần số tự nhiên do bổ sung thêm gân

Thay đổi tần số tự nhiên do thay đổi độ dày (2,5mm→1,5mm)Hình 10 Thay đổi tần số tự nhiên do thay đổi độ dày (2,5mm→1,5mm)