Análise ODS — uma ferramenta de diagnóstico poderosa para compreender o comportamento estrutural
A análise ODS (Operating Defletion Shapes) é uma das ferramentas mais populares dentro da dinâmica estrutural. Ela fornece informações muito úteis para entender o comportamento dinâmico das estruturas, as técnicas aplicadas são fáceis de entender, pois não há matemática pesada envolvida, é fácil de usar e pode ser realizada por meios relativamente simples. Com o BK Connect, você pode executar todos os três tipos de análise ODS: ODS de tempo, ODS espectral e ODS não estacionários.
O que é a análise ODS - análise de Formas de Deflexão Operacional?
Cenários de Uso para análise de ODS
- Validação de previsões de FEM a partir de simulações de resposta forçada, comparando-as aos dados medidos de ODS
- Comparando valores de ruído e vibração medidos com valores de referência
- Garantir que as ressonâncias estruturais não sejam excitadas e as velocidades críticas não ocorram
- Identificar e separar ruído rotacional e estrutural e fenômenos de vibração originados de peças rotativas e fixas, respectivamente
- Relacionando radiação de ruído com vibração estrutural
- Reduzindo o ruído e vibração excessivos
- Investigar o desgaste da máquina resultando em, por exemplo, desequilíbrio, desalinhamento do eixo e ruído
- Analisando fenômenos transitórios, como batidas de portas, explosões, lançamentos e disparos, impactos de queda e queda
- Analisando máquinas funcionando em velocidade constante ou ligeiramente variável
- Analisar sistemas não lineares e realizar análises de variação de frequência, como aceleração / desaceleração do motor
- Monitoramento de estruturas de engenharia civil que são carregadas por forças ambientais, como ondas em estruturas offshore, carga de vento em edifícios e efeitos de carga de tráfego em pontes
Tipos de análise ODS
A análise de ODS é normalmente dividida em três grupos:
- ODS de Tempo
O ODS de tempo é usado para investigar o padrão de vibração de uma estrutura em função do tempo. O ODS de tempo inclui todas as frequências na faixa de frequência analisada e é muito útil para mostrar um ODS geral em um determinado ponto no tempo para sinais estacionários ou não, como sinais transitórios. - ODS espectral
O ODS espectral é usado para investigar o padrão de vibração de uma estrutura para frequência específica ou componentes de pedido. Para investigações de componentes de frequência, a análise FFT é usada e as condições devem ser estacionárias. Para investigações de componentes de pedido, o rastreamento de pedido é usado e as condições podem ser ligeiramente quase estacionárias, por exemplo, uma velocidade do motor ligeiramente variável. O ODS de diferentes componentes espectrais é posteriormente extraído, mostrado em uma tabela de formas e animado. - ODS não estacionário
ODS não estacionário é usado para investigar o padrão de vibração de uma estrutura para frequência específica ou componentes de ordem em função da velocidade de rotação ou do tempo. Os resultados são baseados na análise FFT ou rastreamento de pedido. O ODS não estacionário é muito útil para identificar qual ruído e comportamento de vibração estão relacionados à rotação e quais às partes fixas de máquinas em funcionamento. ODS de aceleração / desaceleração, em que um motor é acionado para cima e para baixo, é uma variante frequentemente usada do ODS não estacionário.
Um intervalo de tempo pode ser selecionado e varrido enquanto anima os padrões de vibração. Um fator de dizimação pode ser aplicado para ignorar amostras. A vibração nos vários DOFs pode ser salva em instâncias de tempo discretas em uma tabela de forma.
As formas são animadas selecionando frequências / ordens nos espectros e os padrões de vibração são documentados em uma tabela de formas para fácil recuperação e comparação. A vibração nos vários DOFs pode ser mostrada como aceleração, velocidade ou deslocamento com escala de pico, pico a pico ou RMS. Podem ser usadas unidades SI ou imperiais.
As formas são animadas selecionando combinações de frequência / ordem e rpm / tempo em um gráfico de contorno. Nesse caso, o ODS de execução baseado em FFT é usado, onde as linhas oblíquas representam ordens e as linhas verticais representam ressonâncias estruturais. Quanto ao ODS espectral, os padrões de vibração podem ser documentados em uma tabela de formas.
Instrumentação para análise de ODS
Como apenas a saída da estrutura / maquinário é medida, a instrumentação para análise de ODS é relativamente simples e barata. Ele consiste em um sistema de aquisição de dados com hardware, software de medição e análise, transdutores de resposta (geralmente acelerômetros) e, potencialmente, uma sonda de tacômetro. A sonda do tacômetro é necessária se você realizar a análise ODS em máquinas com velocidades ligeiramente variáveis, onde o rastreamento do pedido deve ser executado para evitar manchas de frequência. Ou você pode precisar de uma sonda de tacômetro para anotar testes de aceleração / desaceleração com tags RPM, mesmo se o rastreamento do pedido não for executado.
Exemplo de um sistema ODS que consiste em acelerômetros, sonda de tacômetro,
e hardware e software de aquisição de dados .
Com relação aos acelerômetros, muitos dos requisitos para outros testes estruturais, como testes modais, se aplicam aqui também. Os parâmetros a serem considerados variam de faixa dinâmica, faixa de frequência e sensibilidade a baixo peso para evitar carregamento de massa e fácil montagem usando acessórios como clipes e bases. Requisitos específicos, como faixa de alta temperatura, vedação hermética, robustez, etc., também podem ser aplicados.
Soluções HBK
HBK oferece soluções completas para todos os três tipos de análise ODS - de acelerômetros e sondas de tacômetro, a sistemas de aquisição de dados com hardware e software de medição e análise. Nossos sistemas de aquisição de dados são baseados em nosso hardware LAN-XI, que pode ser configurado como um único front-end ou como sistemas distribuídos, e em nosso software BK Connect focado no usuário.
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