মডেল শেকার এক্সাইটারের ভিতরে: সঠিক কাঠামোগত কম্পন পরীক্ষার পিছনে ইঞ্জিন

একটি মডেল শেকার এক্সাইটার কিভাবে কাজ করে

এর মূল অংশে, একটি মডেল শেকার এক্সাইটার লাউডস্পিকার ড্রাইভারের মতো একই নীতিতে কাজ করে, যা কাঠামোগত লোডের জন্য স্কেল করা হয়। একটি শক্তি পরিবর্ধক একটি চৌম্বক ক্ষেত্রের ভিতরে স্থগিত একটি কয়েলে একটি বিকল্প কারেন্ট ফিড করে। কারেন্ট-বহনকারী কয়েল এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া শেকারের ড্রাইভ অক্ষ বরাবর একটি বল তৈরি করে, লরেন্টজ বল সম্পর্ক অনুসরণ করে: বল চৌম্বকীয় প্রবাহের ঘনত্ব, ক্ষেত্রের কয়েলের দৈর্ঘ্য এবং সরবরাহকৃত বর্তমানের সমানুপাতিক। যেহেতু কারেন্টকে উচ্চ নির্ভুলতার সাথে নিয়ন্ত্রিত করা যায়, ফলস্বরূপ বলটিকে একটি বিশুদ্ধ সাইন টোন, একটি সুইপ্ট সাইন, এলোমেলো ব্রডব্যান্ড আওয়াজ, বা একটি আকৃতির ক্ষণস্থায়ী আকার দেওয়া যেতে পারে - পরীক্ষার পরিকল্পনার জন্য যেটি উত্তেজনা প্রোফাইলের জন্য প্রয়োজন।

আর্মেচার, যা কয়েল বহন করে এবং একটি ড্রাইভ রডের মাধ্যমে পরীক্ষার কাঠামোর সাথে সংযোগ করে, একটি নমনীয় সাসপেনশন সিস্টেম দ্বারা সমর্থিত। এই সাসপেনশন আর্মেচারটিকে কেন্দ্রীভূত রাখে এবং এটিকে উদ্দেশ্যযুক্ত ড্রাইভ অক্ষ ছাড়া অন্য যেকোন দিকে যেতে বাধা দেয়, যা সরাসরি বল ইনপুট কতটা "পরিষ্কার" তা প্রভাবিত করে। যেকোন পার্শ্বীয় বা দোলনা গতি ক্রস-অক্ষ শক্তির উপাদানগুলিকে প্রবর্তন করে যা পরিমাপ করা ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া ফাংশনকে দূষিত করে, তাই সাসপেনশন গুণমান উত্তেজক ডিজাইনের সবচেয়ে কম কর্মক্ষমতার কারণগুলির মধ্যে একটি।

মূল উপাদান যা কর্মক্ষমতা নির্ধারণ করে

প্রতিটি মডেল শেকার উত্তেজক , আকার নির্বিশেষে, একই কার্যকরী ব্লকের চারপাশে নির্মিত। অসামঞ্জস্যপূর্ণ পরীক্ষার ডেটার সমস্যা সমাধানে বা একটি নতুন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য একটি সিস্টেম নির্দিষ্ট করার সময় তারা কীভাবে সংযুক্ত হয় তা বোঝা সাহায্য করে।

চিত্র 1 — একটি মডেল শেকার এক্সাইটারের কার্যকরী চেইন, পরীক্ষার নিবন্ধে সংকেত তৈরি থেকে যান্ত্রিক আউটপুট পর্যন্ত।

সিগন্যাল জেনারেটর বা কন্ট্রোলার রেফারেন্স ওয়েভফর্ম তৈরি করে এবং, ক্লোজড-লুপ সিস্টেমে, একটি ফিডব্যাক সিগন্যাল (সাধারণত ড্রাইভ পয়েন্টে মাউন্ট করা অ্যাক্সিলোমিটার বা ফোর্স ট্রান্সডুসার থেকে) লক্ষ্য প্রোফাইলের সাথে তুলনা করে, সঠিকতা বজায় রাখতে রিয়েল টাইমে ড্রাইভ সিগন্যাল সামঞ্জস্য করে। পাওয়ার এম্প্লিফায়ার কারেন্টকে কয়েলের প্রয়োজনীয় স্তরে নিয়ে যায় — বড় শেকারের জন্য এর অর্থ কম ভোল্টেজে শত শত অ্যাম্পিয়ার হতে পারে। কুলিং সিস্টেম, ফোর্সড-এয়ার বা তরলই হোক না কেন, টেকসই হাই-ফোর্স বা হাই-ফ্রিকোয়েন্সি অপারেশনের সময় কয়েলটিকে অতিরিক্ত গরম হওয়া থেকে বাধা দেয়; তাপীয় সীমা প্রায়শই একটি শেকার তার রেট করা সর্বোচ্চ শক্তিকে ক্রমাগত ধরে রাখতে পারে না।

উত্তেজনা প্রযুক্তির তুলনা

তিনটি উত্তেজনা প্রযুক্তি স্ট্রাকচারাল টেস্টিং এর উপর আধিপত্য বিস্তার করে, এবং প্রতিটি শক্তি ক্ষমতা, ফ্রিকোয়েন্সি পরিসীমা এবং স্থানচ্যুতিকে ভিন্নভাবে ব্যবসা করে।

ইলেক্ট্রোডাইনামিক ইউনিটগুলি মোডাল বিশ্লেষণের জন্য সবচেয়ে সাধারণ পছন্দ হিসাবে রয়ে গেছে কারণ তারা রৈখিক, অনুমানযোগ্য বল আউটপুট এবং অপেক্ষাকৃত সহজ রক্ষণাবেক্ষণের সাথে একটি বিস্তৃত ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরকে একত্রিত করে। পাইজোইলেকট্রিক এক্সাইটারগুলি অত্যন্ত উচ্চ ব্যান্ডউইথের জন্য শক্তির ধারণক্ষমতাকে বাণিজ্য করে, এগুলিকে ছোট, শক্ত উপাদানগুলির জন্য উপযোগী করে তোলে যেখানে অনুরণন 5,000 Hz-এর উপরে ভালভাবে ঘটে। হাইড্রোলিক এক্সাইটারগুলি ফোর্স লেভেলের বিনিময়ে ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জকে সম্পূর্ণরূপে উৎসর্গ করে যা ইলেক্ট্রোডাইনামিক এবং পাইজোইলেকট্রিক সিস্টেমগুলি কাছে যেতে পারে না, এই কারণেই তারা মডেল শনাক্তকরণ কাজের পরিবর্তে কাঠামোগত ক্লান্তি এবং স্থায়িত্ব রিগকে প্রাধান্য দেয়।

মূল স্পেসিফিকেশন যা পরীক্ষার গুণমানকে প্রভাবিত করে

একটি শেকার এক্সাইটার নির্বাচন করা বা মূল্যায়ন করা চারটি স্পেসিফিকেশন পরীক্ষার বস্তুর সাথে মেলে: সর্বোচ্চ শক্তি, ব্যবহারযোগ্য ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জ, সর্বোচ্চ স্ট্রোক এবং আর্মেচার মুভিং ভর। এইগুলির যেকোন একটিকে আন্ডারসাইজ করা নিষ্কাশিত মোড আকারে পরিমাপযোগ্য ত্রুটির পরিচয় দেয়।

চিত্র 2 — প্রতিনিধিত্বমূলক পিক সাইন ফোর্স সাধারণ ইলেক্ট্রোডাইনামিক শেকার আকারের ক্লাস জুড়ে বিস্তৃত।

স্ট্রাকচারের স্ট্যাটিক ভরের চেয়ে ফোর্স সাইজিং করা প্রয়োজন। অনুরণনে, একটি হালকা স্যাঁতসেঁতে কাঠামোকে একটি পরিমাপযোগ্য প্রতিক্রিয়ায় চালিত করার জন্য প্রয়োজনীয় কার্যকর গতিশীল শক্তি একটি সমতুল্য স্থির ভর সরানোর জন্য যা প্রয়োজন হবে তার একটি ছোট ভগ্নাংশ হতে পারে, কারণ কাঠামো নিজেই তার প্রাকৃতিক ফ্রিকোয়েন্সির কাছাকাছি ইনপুটকে প্রশস্ত করে। যাইহোক, ফ্রিকোয়েন্সি যখন ঝাড়ুর নিম্ন প্রান্তের দিকে নেমে যায়, একই স্থানচ্যুতি প্রশস্ততা অর্জনের জন্য প্রয়োজনীয় বল দ্রুত বৃদ্ধি পায় — স্থানচ্যুতি, বেগ এবং ত্বরণ কম্পাঙ্কের কারণগুলির সাথে সম্পর্কিত, তাই মধ্য-ব্যান্ডে পর্যাপ্ত আকারের দেখায় এমন একটি শেকার 5 Hz এ স্ট্রোক বা বল ফুরিয়ে যেতে পারে। পরীক্ষা প্রকৌশলীদের দ্বারা ব্যবহৃত একটি ব্যবহারিক নিয়ম হল, শুধুমাত্র প্রত্যাশিত অনুরণনে নয়, সম্পূর্ণ ফ্রিকোয়েন্সি পরিসীমা জুড়ে গণনা করা সবচেয়ে খারাপ-কেস বল প্রয়োজনের উপরে কমপক্ষে 20 শতাংশ হেডরুমের জন্য শেকারের আকার করা।

মাউন্ট এবং কাপলিং পদ্ধতি

এক্সাইটার কীভাবে কাঠামোর সাথে সংযোগ করে তা ডাটা মানের উপর শেকারের নিজস্ব স্পেসিফিকেশনের মতোই প্রভাব ফেলে। তিনটি যুগল পদ্ধতি অনুশীলনে ব্যবহৃত হয়:

স্টিংগার রড সংযোগ — একটি পাতলা, অক্ষীয়ভাবে শক্ত কিন্তু পরে নমনীয় রড আর্মেচারটিকে কাঠামোর সাথে সংযুক্ত করে। এটি মোডাল পরীক্ষার জন্য আদর্শ পদ্ধতি কারণ রডটি ড্রাইভ অক্ষ বরাবর বল প্রেরণ করে যখন নমনের নমনীয়তা শেকারের নিজস্ব সাসপেনশন দ্বারা আরোপিত অবাঞ্ছিত পার্শ্বীয় লোড থেকে কাঠামোকে বিচ্ছিন্ন করে। বাঁকানোর ক্ষেত্রে খুব ছোট বা খুব শক্ত একটি স্টিংগার ক্রস-অক্ষ শক্তির পুনঃপ্রবর্তন করে; যেটি খুব দীর্ঘ বা পাতলা তা নিজেই পরীক্ষা ব্যান্ডউইথের মধ্যে অনুরণিত হতে পারে এবং পরিমাপ করা শক্তিকে বিকৃত করতে পারে।

সরাসরি সংযুক্তি — যখন এক্সাইটারটি কাঠামোর তুলনায় ছোট হয় বা যখন খুব উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি কাজ স্টিংগার কমপ্লায়েন্সকে অগ্রহণযোগ্য করে তোলে তখন ব্যবহার করা হয়; সাবধানে সারিবদ্ধকরণ প্রয়োজন যেহেতু যেকোন মিসলাইনমেন্ট দম্পতি সরাসরি কাঠামোর মধ্যে।

প্রতিক্রিয়া ভর বা বিনামূল্যে-মুক্ত সাসপেনশন — লাইটওয়েট স্ট্রাকচারের জন্য, শেকারের নিজেই একটি স্থিতিশীল প্রতিক্রিয়া বিন্দুর প্রয়োজন হয়, প্রায়শই নরম বাঞ্জি কর্ডের উপর পরীক্ষা নিবন্ধটি একটি মুক্ত-মুক্ত সীমানা অবস্থার আনুমানিক মাউন্ট করার মাধ্যমে অর্জন করা হয়, যখন শেকার একটি স্বাধীন, কম্পন-বিচ্ছিন্ন বেসে গ্রাউন্ড করা হয় তাই এর নিজস্ব গতি পরিমাপের সাথে ফিরে আসে না।

শিল্প জুড়ে সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন

একটি কাঠামো পরিষেবাতে প্রবেশের আগে বা নকশা পরিবর্তনের পরে কীভাবে গতিশীলভাবে প্রতিক্রিয়া দেখায় তা চিহ্নিত করার জন্য ইঞ্জিনিয়ারদের প্রয়োজন সেখানে মডেল শেকার এক্সাইটারগুলি ব্যবহার করা হয়।

• মহাকাশ কাঠামো: উইং এবং ফিউজেলেজ প্যানেল মডেল সার্ভে, স্যাটেলাইট উপাদান যোগ্যতা, এবং সম্পূর্ণ বিমানে স্থল কম্পন পরীক্ষা।
• স্বয়ংচালিত প্রকৌশল: বডি-ইন-হোয়াইট কঠোরতা যাচাইকরণ, পাওয়ারট্রেন মাউন্ট টিউনিং এবং এনভিএইচ (গোলমাল, কম্পন, কঠোরতা) সমস্যা সমাধান।
• সিভিল এবং স্ট্রাকচারাল ইঞ্জিনিয়ারিং: সিসমিক অ্যাসেসমেন্ট এবং স্ট্রাকচারাল হেলথ মনিটরিংয়ের জন্য ব্রিজ এবং বিল্ডিং মডেল আইডেন্টিফিকেশন।
• ইলেকট্রনিক্স এবং ভোক্তা পণ্য: প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ড এবং পরিবেষ্টিত অনুরণন পরীক্ষা অপারেশনাল কম্পন থেকে ক্লান্তি ব্যর্থতা প্রতিরোধ করতে।
• ঘূর্ণায়মান যন্ত্রপাতি: অপারেটিং গতির সাথে অনুরণন ওভারল্যাপ এড়াতে বিয়ারিং হাউজিং এবং টারবাইন ব্লেড মডেল বৈশিষ্ট্য।

এই ক্ষেত্রগুলি জুড়ে, অন্তর্নিহিত লক্ষ্যটি সামঞ্জস্যপূর্ণ: একটি প্রোটোটাইপ পরিষেবাতে ব্যর্থ হওয়ার পরে একটি অনুরণন সমস্যা আবিষ্কার করার পরিবর্তে, অনুরণিত ফ্রিকোয়েন্সিগুলিকে আগে থেকেই সনাক্ত করুন যাতে একটি নকশা পরিবর্তন এখনও সস্তা।

ডেটা অধিগ্রহণের সাথে সংকেত চেইন ইন্টিগ্রেশন

একটি শেকার এক্সাইটার শুধুমাত্র দরকারী পরীক্ষার ডেটা তৈরি করে যখন এটি সঠিকভাবে সেন্সর এবং অধিগ্রহণ হার্ডওয়্যারের সাথে একত্রিত হয়। একটি সাধারণ সেটআপ প্রকৃত ইনপুট বল পরিমাপ করার জন্য স্টিংগার এবং কাঠামোর মধ্যে একটি ফোর্স ট্রান্সডুসার রাখে, যখন এক বা একাধিক অ্যাক্সিলোমিটার একাধিক পয়েন্টে কাঠামোগত প্রতিক্রিয়া ক্যাপচার করে। উভয় সংকেত একটি ডেটা অধিগ্রহণ সিস্টেমে ফিড করে যা ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া ফাংশন গণনা করে — ফ্রিকোয়েন্সি জুড়ে ইনপুট বলের প্রতিক্রিয়ার অনুপাত — যেখান থেকে প্রাকৃতিক ফ্রিকোয়েন্সি, মোড আকার এবং মোডাল ড্যাম্পিং অনুপাতগুলি কার্ভ-ফিটিং অ্যালগরিদম ব্যবহার করে বের করা হয়।

ক্লোজড-লুপ কন্ট্রোল যা একটি মৌলিক শেকার সিস্টেমকে একটি নির্ভুল থেকে আলাদা করে। একটি নির্দিষ্ট ভোল্টেজ সিগন্যাল দিয়ে শেকার চালানোর পরিবর্তে, নিয়ামক প্রকৃত শক্তি বা ত্বরণ অর্জিত হয় তা পর্যবেক্ষণ করে এবং ক্রমাগত ড্রাইভ সংকেতকে সংশোধন করে যাতে ইনপুটটি উদ্দিষ্ট প্রোফাইলটিকে ট্র্যাক করে এমনকি যখন কাঠামোর গতিশীল প্রতিবন্ধকতা ঝাড়ুতে পরিবর্তন হয়। এই ফিডব্যাক লুপ ব্যতীত, পরীক্ষার কাঠামোর অনুরণনগুলি অনিয়ন্ত্রিত বল স্পাইক বা ড্রপের কারণ হতে পারে যেখানে সঠিক ডেটা সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ।

সাধারণ পরীক্ষার ত্রুটি এবং কীভাবে সেগুলি এড়ানো যায়

বেশ কিছু পুনরাবৃত্ত ভুল বেশিরভাগ নিম্নমানের মডেল টেস্ট ডেটার জন্য দায়ী:

ভর লোডিং — একটি হালকা ওজনের কাঠামোর উপর একটি ভারী অ্যাক্সিলোমিটার বা ফোর্স ট্রান্সডুসার মাউন্ট করা তার প্রাকৃতিক ফ্রিকোয়েন্সিগুলিকে নীচের দিকে সরিয়ে দেয়। মাউন্টিং পয়েন্টে স্থানীয় কাঠামোগত ভরের প্রায় 1 শতাংশের নিচে ভর সহ সেন্সর ব্যবহার করা এই ত্রুটিটিকে উপেক্ষা করে।

স্টিংগার অনুরণন — একটি স্টিংগার রড যা পরীক্ষার ফ্রিকোয়েন্সি সীমার মধ্যে অনুরণিত হয় তা পরিমাপ করা শক্তিতে একটি মিথ্যা শিখর প্রবর্তন করে। স্টিংগারকে সংক্ষিপ্ত রাখা এবং এটির প্রথম নমন মোড পরীক্ষা ব্যান্ডউইথের উপরে পড়ে তা যাচাই করা এটি এড়িয়ে যায়।

অপর্যাপ্ত সীমানা শর্ত — একটি মুক্ত-মুক্ত সাসপেনশন যা কাঠামোর প্রথম নমনীয় মোডের তুলনায় যথেষ্ট নরম নয়, কঠোর-শরীরের গতির সাথে কম-ফ্রিকোয়েন্সি মোডের আকারগুলিকে দূষিত করে। একটি সাধারণ নির্দেশিকা হল কাঠামোর প্রথম ইলাস্টিক মোডের এক-দশমাংশের নিচে সাসপেনশন রিজিড-বডি ফ্রিকোয়েন্সি রাখা।

অনুরণন এ overdriving — যেহেতু হালকাভাবে স্যাঁতসেঁতে কাঠামোগুলি অনুরণনের কাছাকাছি প্রতিক্রিয়াকে তীব্রভাবে প্রসারিত করে, একটি ধ্রুবক-বল ঝাড়ু রৈখিক সীমা অতিক্রম করে স্থানচ্যুতি চালাতে পারে, ফ্রিকোয়েন্সি প্রতিক্রিয়া ফাংশনে অরৈখিক বিকৃতি প্রবর্তন করে। নিয়ন্ত্রিত-প্রতিক্রিয়া পরীক্ষা, যেখানে অনুরণন কাছে আসার সাথে সাথে নিয়ন্ত্রক শক্তি হ্রাস করে, এটি এড়িয়ে যায়।

শেকার শরীরের দুর্বল গ্রাউন্ডিং — যদি শেকারের নিজের শরীর পর্যাপ্তভাবে বিচ্ছিন্ন বা গ্রাউন্ডেড না হয়, প্রতিক্রিয়া দম্পতিকে পরিমাপ সেটআপে ফিরে যেতে বাধ্য করে, টেস্ট রানের মধ্যে পুনরাবৃত্তিযোগ্যতা হ্রাস করে।

রক্ষণাবেক্ষণের অভ্যাস যা পরিষেবা জীবনকে প্রসারিত করে

ইলেক্ট্রোডাইনামিক এক্সাইটার হল সূক্ষ্ম যন্ত্র, এবং তাদের দীর্ঘমেয়াদী নির্ভুলতা রুটিন রক্ষণাবেক্ষণের উপর নির্ভর করে। বর্ধিত পরীক্ষার প্রচারাভিযানের সময় কয়েলের তাপমাত্রা নিরীক্ষণ করা উচিত, যেহেতু বারবার তাপ সাইক্লিং ইনসুলেশন ব্রেকডাউনকে ত্বরান্বিত করে। সাসপেনশনের উপাদানগুলি - সাধারণত নমনীয় বা রোলার বিয়ারিংগুলি - ধীরে ধীরে পরিধান করা হয় এবং খেলা বা অসমমিতিক দৃঢ়তার জন্য পরিদর্শন করা উচিত, যেহেতু ডিগ্রেডেড সাসপেনশন একটি সিস্টেমের শেষ ক্যালিব্রেট করার কয়েক মাস পরে অব্যক্ত ক্রস-অক্ষ শক্তির একটি সাধারণ উৎস। স্টিংগারগুলি ব্যবহারযোগ্য আইটেম এবং অনির্দিষ্টকালের জন্য পুনঃব্যবহারের পরিবর্তে বাঁকানো বা ক্লান্ত হলে প্রতিস্থাপন করা উচিত। পরিবর্ধক এবং কুলিং সিস্টেম ফিল্টারগুলিরও পর্যায়ক্রমিক পরিচ্ছন্নতার প্রয়োজন, বিশেষ করে ধূলিময় শিল্প পরীক্ষার পরিবেশে, বায়ুপ্রবাহের সীমাবদ্ধতা রোধ করার জন্য যা তাপীয় পরীক্ষার মাঝামাঝি শাটডাউনের দিকে পরিচালিত করে।

তথ্যসূত্র

• Ewins, D.J., "মোডাল টেস্টিং: থিওরি, প্র্যাকটিস এবং অ্যাপ্লিকেশন," রিসার্চ স্টাডিজ প্রেস, ২য় সংস্করণ।
• ISO 7626: যান্ত্রিক কম্পন এবং শক — যান্ত্রিক গতিশীলতার পরীক্ষামূলক সংকল্প।
• ASTM E756: উপাদানের কম্পন-স্যাঁতসেঁতে বৈশিষ্ট্য পরিমাপের জন্য স্ট্যান্ডার্ড টেস্ট পদ্ধতি।
• রাও, এসএস, "যান্ত্রিক কম্পন," পিয়ারসন শিক্ষা।
• ম্যাককনেল, কে.জি., এবং ভারোটো, পি.এস., "কম্পন পরীক্ষা: তত্ত্ব এবং অনুশীলন," উইলি।