La prueba de vibración es un método de prueba ampliamente utilizado en diversos campos. Permite la evaluación y análisis del rendimiento y confiabilidad de objetos cuando se someten a vibraciones. Las pruebas de vibración desempeñan un papel vital en muchos campos. Como las industrias de ingeniería, manufactura, aeroespacial, automotriz, electrónica u otras.
El propósito de las pruebas de vibración es determinar la respuesta y el comportamiento de un objeto o sistema en un ambiente vibratorio. Podemos comprender la durabilidad y seguridad de objetos o sistemas sometidos a pruebas de vibración. Este método de prueba puede ayudarnos a encontrar posibles problemas y defectos. Al mismo tiempo, podemos tomar medidas para mejorar el diseño y el rendimiento del producto.
Este artículo explora cómo realizar pruebas de vibración y los factores clave a considerar. Cubriremos diferentes tipos de métodos de prueba de vibraciones. Incluyendo pruebas de vibración libres, pruebas de vibración forzada y pruebas de vibración aleatoria.
Cómo probar la vibración
Una prueba de vibración normalmente implica los siguientes pasos:
Seleccionar puntos de medición
Identifique las ubicaciones en el objeto de prueba donde desea medir la vibración. Estos puntos deben representar las áreas de interés o posibles fuentes de vibración.
Elija sensores de vibración
Seleccione los sensores apropiados según sus objetivos y el rango de frecuencia que desea capturar. Los sensores de vibración estándar incluyen acelerómetros, transductores de velocidad y sondas de desplazamiento.
Prepare la configuración de la prueba
Monte los sensores de vibración de forma segura en los puntos de medición seleccionados en el objeto de prueba. Asegúrese de que los sensores estén correctamente alineados y orientados de acuerdo con los requisitos de medición. Conecte los sensores al sistema de adquisición de datos o al analizador de vibraciones.
Configurar la instrumentación
Configure el sistema de adquisición de datos o el analizador de vibraciones para registrar los parámetros deseados. Estos pueden incluir la selección de las unidades de medida adecuadas, frecuencias de muestreo, configuraciones de filtro y opciones de análisis de señal.
Realizar la prueba de vibración
Active o excite el objeto bajo prueba de la forma deseada. Puede realizar la prueba haciendo funcionar el objeto normalmente, sometiéndolo a vibraciones externas. O usando una fuente de vibración controlada. Como una mesa vibratoria o un martillo de impacto.
Recolectar datos
Registre los datos de vibración utilizando la instrumentación configurada. Asegúrese de que las mediciones se capturen de manera adecuada para capturar la información necesaria. Repita las mediciones si es necesario para diferentes condiciones o frecuencias de prueba.
Analizar los datos
Procese y analice los datos de vibración recopilados utilizando herramientas de software o analizadores de señales adecuados. Dependiendo de los objetivos, puede implicar análisis en el dominio del tiempo, en el dominio de la frecuencia o estadísticos.
Interpretar los resultados
Interpretar los datos analizados para concluir las características de vibración del objeto de prueba. Compare los resultados con los estándares o especificaciones establecidos, si corresponde.
Tomar acciones correctivas
Si se identifica algún problema o anomalía, tome las acciones correctivas adecuadas para abordar los problemas de vibración. Puede implicar modificaciones de diseño, cambios estructurales, equilibrio, amortiguación u otras técnicas de mitigación.
Consideraciones críticas para las pruebas de vibración
Al realizar pruebas de vibración, se deben considerar los siguientes factores clave:
Objetivo de la prueba
Aclarar el propósito y los requisitos de la prueba de vibración. Determine sus objetivos en cuanto a parámetros de vibración a medir, rango de frecuencia, amplitud, etc.
Selección de puntos de medición
Determine qué ubicaciones seleccionar en el objeto medido para medir la vibración. Estos puntos de medición deben representar áreas de interés o fuentes potenciales de vibración.
Selección de sensor de vibración
Seleccione el sensor apropiado según el objetivo de la prueba y el rango de frecuencia que desea capturar. Los sensores de vibración estándar incluyen acelerómetros, sensores de velocidad y sensores de desplazamiento.
Preparación del dispositivo de prueba
Instale el sensor de vibración en el punto de medición seleccionado del objeto a medir. Asegúrese de que el sensor esté correctamente instalado y colocado de acuerdo con los requisitos de medición. Conecte el sensor a un sistema de adquisición de datos o analizador de vibraciones.
Configuración de instrumentación
Configure el sistema de adquisición de datos o el analizador de vibraciones para registrar los parámetros deseados. Estos pueden incluir la selección de unidades de medida, frecuencia de muestreo, configuraciones de filtro y opciones de análisis de señal adecuadas.
Realizar pruebas de vibración
Active o excite el objeto bajo prueba de la forma deseada. Las pruebas se pueden realizar haciendo funcionar el objeto normalmente, sometiéndolo a vibraciones externas o utilizando una fuente de vibración controlada. Como una mesa vibratoria o un martillo de impacto.
Recopilación de datos
Registre datos de vibración con instrumentos y equipos configurados. Asegúrese de que la duración de la medición sea lo suficientemente larga para capturar la información requerida. El proceso debe repetirse si las mediciones se realizan en diferentes condiciones o frecuencias de prueba.
Análisis de los datos
Procese y analice los datos de vibración recopilados utilizando herramientas de software o analizadores de señales adecuados. Dependiendo de los objetivos de la prueba, esto puede implicar análisis en el dominio del tiempo, en el dominio de la frecuencia o estadístico.
Interpretación de resultados
Interpretar los datos analizados para concluir las características de vibración del objeto medido. Los resultados se pueden comparar con los estándares o normas establecidos, si corresponde.
Tomar acción correctiva
Si se encuentra algún problema o anomalía, se deben tomar las medidas correctivas adecuadas para resolver el problema de vibración. Puede implicar modificaciones de diseño, ajustes estructurales, equilibrio, amortiguación u otras técnicas de mitigación.
Diferentes tipos de métodos de prueba de vibraciones
Los métodos de prueba de vibración son medios técnicos para evaluar las características de vibración de objetos o sistemas. Los siguientes son varios métodos estándar de prueba de vibración:
Prueba de vibración gratuita
La prueba de vibración libre se utiliza para medir la vibración natural de un objeto sin excitación externa. Un método estándar consiste en aplicar una perturbación inicial al objeto. Medición de la caída en la frecuencia y amplitud de las vibraciones. Puede ayudar a determinar las frecuencias naturales y los modos de vibración de un objeto.
Prueba de vibración forzada
La prueba de vibración forzada es la aplicación de una fuerza de excitación externa o una señal de excitación a un objeto. Puede comprobar su respuesta. Puede medir la respuesta de frecuencia, la función y la curva de respuesta de frecuencia de un objeto. Los métodos de prueba de vibración forzada incluyen pruebas de choque y pruebas de excitación armónica.
Prueba de vibración aleatoria
Las pruebas de vibración aleatorias pueden probar las características de vibración de los objetos en condiciones de funcionamiento. Tiene en cuenta la aleatoriedad y la complejidad del entorno externo. Un enfoque común es utilizar una señal de vibración aleatoria como excitación. Midiendo la respuesta del objeto para analizar sus características espectrales, densidad espectral de potencia y función de autocorrelación.
Pruebas de vibración en estado estacionario
Las pruebas de vibración en estado estacionario pueden medir las propiedades de un objeto bajo vibración en estado estacionario. Este método de prueba es adecuado para vibraciones periódicas. La respuesta del objeto es la misma frecuencia que la señal de excitación. Puedes entender la respuesta del objeto en diferentes frecuencias. Esto se logra midiendo las características de amplitud-frecuencia y fase.
Pruebas de vibración en estado inestable
Las pruebas de vibración en estado inestable pueden probar el comportamiento de objetos bajo estados de vibración cambiantes. Como golpes o vibraciones bruscas. Este método de prueba requiere muestreo de alta velocidad y sensores de respuesta de alta frecuencia. Puede capturar la respuesta transitoria. Las pruebas de vibración inestable pueden estudiar la respuesta al impacto de los objetos y analizar las rutas de transmisión de vibraciones.
Prueba de modo de vibración
La prueba del modo de vibración puede determinar los modos de vibración de un objeto. Son las diferentes configuraciones de vibración o modos de vibración. Este método de prueba utiliza una señal de estímulo y muchos sensores para medir la respuesta de vibración en varios puntos. Las técnicas de análisis modal determinan los modos de vibración y las frecuencias de vibración de los objetos.
Conclusión
Las pruebas de vibración cubren varios campos. Estos incluyen ingeniería de la construcción, industria aeroespacial, industria automotriz, equipos electrónicos y fabricación de maquinaria. Desempeña un papel integral para garantizar la estabilidad de las estructuras de los edificios u optimizar el diseño de los componentes automotrices.
Los métodos y equipos de prueba de vibraciones están evolucionando. Nos proporcionan soluciones de prueba más precisas, eficientes y completas. Desde pruebas de vibración libres hasta pruebas de vibración forzada. De la vibración en estado estacionario a la vibración en estado estacionario. Disponemos de una variedad de métodos para explorar el comportamiento vibratorio de los objetos.
En resumen, las pruebas de vibración son una herramienta vital para evaluar las características de vibración de los objetos. Podemos obtener información sobre las características inherentes de la estructura, la respuesta de frecuencia y la ruta de transmisión de vibraciones. Se logra midiendo y analizando con precisión la respuesta a la vibración del objeto. Nos permite optimizar diseños y predecir la confiabilidad del sistema. Podemos mejorar el rendimiento y reducir las vibraciones y el ruido.