Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Technologie optyczne do badania drgań

Szybkie techniki optyczne już wkrótce staną się normą, jeżeli chodzi o skomplikowane analizy dynamiczne stosowane w badaniu dynamiki strukturalnej. Europejscy naukowcy porównali trzy takie technologie pełnego pola.
Technologie optyczne do badania drgań
Współczesne systemy elektroniczne kamer zostały udoskonalone do takiego stopnia, że umożliwiają pomiar i monitorowanie bardzo złożonych i szybko zmieniających się drgań. Naukowcy z projektu TEFFMA (Towards experimental full field modal analysis) zbadali i porównali trzy technologie: elektroniczną interferometrię plamkową (ESPI); cyfrową korelację obrazu (DIC) oraz skanujący pomiar laserowy prędkości metodą Dopplera (SLDV). Wszystkie trzy są uważane za technologie pełnego pola, ponieważ umożliwiają jednoczesny pomiar dużych obszarów.

ESPI, DIC i SLDV są najczęściej używane do badania dynamiki strukturalnej lekkich komponentów, szczególnie wrażliwych na drgania. Zespół TEFFMA rozpoczął od opracowania modelu obejmującego instrumenty stosowane w każdej z technologii. Napisano oprogramowanie umożliwiające zarządzanie akwizycją danych, wizualizacjami i porównywaniem instrumentów. Odpowiednie problemy z zakresu dynamiki strukturalnej wybrano do dokładniejszego zbadania.

Naukowcy dokonali pomiarów w każdym z przypadków testowych, rozpoczynając od drgającej lekkiej płyty i stosując wszystkie trzy technologie na raz. Wykorzystano szereg różnych częstotliwości, co pozwoliło na uzyskanie punktów odniesienia potrzebnych w analizach porównawczych.

Zespół TEFFMA zbudował modele eksperymentalne pełnego pola na podstawie funkcji reakcji częstotliwości, odwzorowując zachowania dynamiczne każdej ze struktur w odniesieniu do przyłożonych drgań. Ponieważ dla każdego instrumentu użyto tej samej struktury, uniknięto różnic wynikających z granic faz i defektów.

Dynamiczne obroty i naprężenia powierzchni można obliczyć na podstawie funkcji reakcji częstotliwości pełnego pola, pełniących rolę map modeli eksperymentalnych w dziedzinie częstotliwości. Następnie można użyć map naprężeń do wygenerowania map zagrożeń i oceny tolerancji na błędy, a także przewidzenia zmęczenia i uszkodzeń. Dostępność danych dotyczących wszystkich trzech technik pozwoliła na uzyskanie dużo dokładniejszych wyników dzięki ujawnieniu problemów z poszczególnymi technikami oraz umożliwiła skonstruowanie bogatszych i ściślej ograniczonych modeli numerycznych.

Zastosowane w projekcie podejście do skoordynowanych pomiarów pełnego pola może zostać wykorzystane w inżynierii mechanicznej i wielu innych dziedzinach, takich jak technologie kosmiczne i motoryzacyjne, testowanie podzespołów elektronicznych w trudnych środowiskach, analiza zachowania zaawansowanych materiałów, ocena ryzyka oraz kontrola jakości produkcji.

Powiązane informacje

Słowa kluczowe

Technologie optyczne, drgania, TEFFMA, ESPI, DIC, SLDV
Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę