Progettazione e soluzione del dispositivo di prova di vibrazione

I test di vibrazione sono un punto di controllo indispensabile nel processo di sviluppo del prodotto. A causa dell'ampia varietà di dimensioni e forme dei dispositivi di prova delle vibrazioni, è necessario condurre un'indagine del dispositivo di prova prima del test di vibrazione per garantire che le caratteristiche strutturali del dispositivo di prova non introducano risonanze incontrollabili nella configurazione del test. Se viene rilevata una risonanza problematica, il dispositivo di prova deve essere modificato. Effettuare la risonanza al di fuori della gamma di frequenza del test o stampare la risonanza per ridurre al minimo l'impatto sul test.

Problemi comuni nella progettazione di dispositivi o dispositivi di test di vibrazione

1. Il design dell'apparecchio non corrisponde
Problema: il design dell'attrezzatura non è coerente con la forma o il punto di montaggio dell'elemento di prova, con conseguente disallineamento e potenziali danni durante il test.

2. Collegamento e fissaggio insufficienti
Un serraggio errato o inadeguato può causare la caduta degli elementi del test, compromettendo l'integrità e la sicurezza del test.

3. Risonanza e amplificazione
Una progettazione inadeguata dell'attrezzatura può causare risonanza e amplificazione delle vibrazioni, influenzando i risultati dei test.

4. Sovraccarico dell'elemento di prova
Il sovraccarico dell'attrezzatura con un elemento di prova troppo pesante o troppo grande può causare danni strutturali o guasti all'attrezzatura.

Caso e soluzione

Caso 1
L'elemento di prova è un piccolo componente elettrico fissato su una piastra di alluminio rettangolare 5×5×12. Queste piastre vengono quindi montate su un morsetto che è imbullonato in modo permanente alla tavola vibrante. Il primo design dell'apparecchio è una struttura scatolare saldata di 38 piastre di alluminio saldate spesse, come mostrato nella Figura 1. A causa della forte risonanza inferiore a 1000 Hz, il livello "g" sull'elemento di prova è più di 10 volte il valore misurato dall'accelerometro della tavola vibrante, quindi il test non può essere eseguito.
 

Soluzione

Riprogettare l'attrezzatura mostrata nella Figura 2. L'apparecchio è un solido cubo di magnesio con fori praticati per ridurre il peso. Inoltre, vengono utilizzati più bulloni di fissaggio per fissare la tavola vibrante. La frequenza di risonanza di questo nuovo apparecchio è stata aumentata di oltre 2 kHz e non sono state riscontrate difficoltà di test.

 

Caso 2

In questo test, il campione è montato in un dispositivo cubico di alluminio. L'apparecchio viene quindi fissato in quattro punti a una piastra adattatore in alluminio spessa 14 pollici. La piastra di trasferimento è fissata alla molla in altri quattro punti e risuona violentemente.

Soluzione

Ci sono due soluzioni. L'attrezzatura può essere riprogettata in modo da essere imbullonata direttamente alla tavola vibrante, utilizzando possibilmente più di quattro bulloni. Il secondo è riprogettare la scheda adattatore. È fatto di magnesio di circa 1 pollice di spessore. È fissato all'agitatore utilizzando tutti i 13 punti di connessione del vibratore sull'agitatore. Ulteriori bulloni sono stati aggiunti dall'attrezzatura alla piastra.
Le figure 3 e 4 mostrano rispettivamente il progetto prima e dopo questo scenario.


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