Metody analizy modalnej

Analiza modalna jest powszechnie stosowaną w branżach technicznych metodą badania właściwości dynamicznych urządzeń i obiektów mechanicznych. Pozwala ona na określenie poprawności pracy urządzenia, wyciszenie jego pracy oraz dostarcza danych o ewentualnych awariach. Analiza modalna znajduje zastosowanie w badaniach silników, generatorów napięcia, turbin, mostów i fundamentów. Jak przebiega i jakie metody wykorzystuje się w analizie modalnej? Zobacz.

Czym jest analiza modalna?

Badania modalne to są często stosowane w celu określenia właściwości dynamicznych przedmiotów. Właściwości dynamiczne to między innymi:

• częstotliwości drgań własnych,
• postacie i formy drgań,
• współczynniki tłumienia.

Jak tłumaczy ekspert firmy ECTS, znajomość tych pomiarów pozwala na określenie, w jaki sposób zachowuje się konstrukcja i jak można ją zmodyfikować, aby osiągnąć pożądane właściwości. Analiza modalna dodatkowo umożliwia diagnostykę ewentualnych problemów w pracy urządzenia czy konstrukcji.

Aby wykonać analizę modalną, niezbędne jest wykorzystanie odpowiednich narzędzi. Do grona sprzętu pomiarowego zalicza się mierniki i czujniki drgań, skanery i wzbudniki drgań i młotki modalne. Urządzenia te można wypożyczyć bądź skorzystać z usług pomiarowych firm specjalizujących się w tym zagadnieniu.

Metody stosowane w trakcie analizy modalnej

Metody analizy modalnej można podzielić na trzy kategorie.

• Metoda teoretyczna – jej celem jest rozwiązanie zagadnienia własnego, które polega na ustaleniu odpowiednich macierzy częstotliwości drgań własnych oraz tłumienia i drgań badanych układów. Metoda ta zakłada rozwiązanie odpowiednich układów równań.
• Eksperymentalna analiza modalna – jest realizowana na podstawie pomiarów rzeczywistego obiektu. Jej zadaniem jest wymuszenie odpowiednich drgań na obiekcie i pomiar odpowiedzi z jego strony. Wymuszenie takie może zostać zadane specjalnym wzbudnikiem drgań, a odpowiedź jest mierzona przy pomocy czujnikówa i miernika.
• Metoda eksploatacyjna – polega na badaniu i pomiarze naturalnie (nie poprzezbez zastosowania sztucznego wymuszenie) występujących drgań elementu. Ma ona zastosowanie głównie w diagnostyce gotowych urządzeń lub konstrukcji.

Na drgania narażonych jest wiele różnego rodzaju konstrukcji. Systematyczna kontrola właściwości dynamicznych mostów i fundamentów pozwala na kontrolowanie ich stabilności i trwałości. Analiza modalna umożliwia także monitorowanie poprawności pracy urządzeń mechanicznych i szybką reakcję w przypadku wykrytych nieprawidłowości. Jest to pomocne narzędzie w zapobieganiu poważnym awariom.