Küçük nesneler (elektronik kartlar, sensörler vb.) için yüksek frekanslı çok eksenli titreşim sistemi geliştirmek, mekanik, elektrik ve kontrol mühendisliği ilkelerini bir araya getirerek güvenilir ve etkili bir test platformu oluşturmayı gerektirir.
Yüksek Frekanslı Titreşim Test Sistemi, nesneleri veya yapıları kontrollü titreşim kuvvetlerine maruz bırakmak, gerçek dünya koşullarını simüle etmek veya belirli frekans aralıklarında dayanıklılık ve performans testleri yapmak için tasarlanmıştır. Bu sistemler, havacılık, otomotiv, elektronik ve yapı mühendisliği gibi çeşitli endüstrilerde, yapıların veya ürünlerin titreşimlere verdiği tepkiyi simüle etmek ve test etmek için kullanılır.
Ayrıca, bu konuyla ilgili serbestlik derecesi de hayati bir role sahiptir. Çok eksenli sistemler genellikle birden fazla serbestlik derecesi üzerinde kontrol sağlar. Serbestlik derecesi, sistemin hareket edebileceği veya titreşebileceği bağımsız bir yönü temsil eder. Kapsamlı testler için 3 eksenli (kartezyen koordinat sistemi parametreleri: x, y, z), dört eksenli veya 6 eksenli (x, y, z, eğim, yuvarlanma ve sapma) sistemler kullanılabilir. Aşağıda, S.E.R.E.M.E.’nin iki çok eksenli titreşim test sistemi bulunmaktadır. Şirketin temel faaliyeti, titreşim, akustik ve şok test tesislerinin tasarımı ve teslimidir. Bu alanda SEREME, üst segment çözümlere odaklanmakta ve bu doğrultuda çoğu zaman müşteriye özel tasarlanmış test tesisleri sunmaktadır.
Şekil 1: Dört Eksenli Sistem Şekil 2: 6 Eksenli Sistem
Amaç ve Kapsam
Titreşim test sistemlerinin tesisi, gerçek dünya çalışma koşullarını simüle etmek ve nesnelerin veya yapıların titreşimlere verdiği tepkiyi değerlendirmek için tasarlanmıştır. Seçilen spesifik testler, karakterizasyonun amaçlarına ve incelenen malzeme veya ürünün özelliklerine bağlıdır. Sistem karakterizasyonu, nesnelerin doğal frekansları, sönümleme parametreleri ve yapısal mod şekilleri hakkında genel bir bakış sağlamak için gereklidir. Bu parametreler kullanılarak, bunları Sonlu Elemanlar analitik modellerinde de kullanmak mümkündür ve kullanıcıların ürünlerini doğrulamasına veya optimize etmesine olanak tanır.
Bu test sistemleri, çeşitli kullanım alanları için kullanışlı ve kolaydır. Bu sistemler, test edilen malzemelerin veya ürünlerin (DUT) özelliklerini netleştirmek için kullanılır. Bu testler, tasarım, üretim, kalite kontrol ve araştırma ve geliştirme amaçları için Çoklu Giriş Çoklu Çıkış (MIMO) ölçüm kanallarını kullanarak değerli bilgiler sağlar.
Şekil 3: 6 Eksenli Titreşim Test Sistemi
Şekil 4: Dört Eksenli Test Sistemi
Yukarıda S.E.R.E.M.E’nin çok eksenli test konfigürasyonları gösterilmektedir. Bu titreşim test sistemleriyle karakterizasyon testleri gerçekleştirmek için ölçüm ve kontrol ivmeölçerleri kullanılır. Bunun için belirli kavramların ve ekipmanların içeriği açıklanmaktadır.
MIMO ölçüm teknikleri, ilgili yapının modal parametrelerini (doğal frekanslar, sönümleme oranları, mod şekilleri) içeren frekans yanıt fonksiyonu “FRF” [g2/Hz] veri setlerini toplamak için kanıtlanmış ve iyi bilinen yöntemlerdir. Özellikle daha büyük yapıları test ederken, temel modal parametrelerin ölçülmesi ve çıkarılması için bazı belirgin avantajlar sunarlar.
MDOF titreşim sisteminin çalışma prensibi ve MIMO kavramının temel fikri şimdiye kadar açıklanmıştır. Ancak, bu tür titreşim sistemleriyle karakterizasyon testi yapmak için, çoklu ölçüm kanallarına sahip kontrolörler gibi bazı gerekli ekipmanlar bulunmaktadır.
Kontrolör, bir yapının dinamik özelliklerini, özellikle de belirtilen doğal frekanslarını, mod şekillerini ve sönümleme oranlarını incelemek için yapıya kuvvet veya uyarılar uygulamak için kullanılan bir cihaz veya sistemi ifade eder. Yapının modal parametrelerini belirlemeyi amaçlayan modal test ve karakterizasyon testlerinde çok önemli bir rol oynarlar. Ayrıca, yapıya titreşimler indükleyen darbe çekiçleri, sarsıcılar veya diğer cihazlar şeklinde olabilen bu uyarımları üretmek ve uygulamaktan sorumludurlar. Tepkiler daha sonra ivmeölçerler veya yer değiştirme dönüştürücüleri gibi sensörler kullanılarak ölçülür.
Test Profilleri
Titreşim analizleri gerçekleştirilirken bazı temel parametreler (Test Profili, Ağırlık ve Boyutlar) vardır ve test profili bu konuda en önemli parametrelerden biridir. Test profilleri, her bir benzersiz sistemde gözlemlenen titreşim enerjisini simüle etmek için kullanılır ve bu sistemler belirli standartları (askeri standartlar vb.) uyarlamak için kullanılabilir. Titreşim testi gerçekleştirmek için ideal profili seçme kararı, ortam ve test programının amacına bağlı olmalıdır.
i. Sinüzoidal veya Sinüs titreşim testi
ii. Rastgele titreşim testi
iii. Rastgele üzerinde Sinüs (SOR)
iv. Rastgele üzerinde Rastgele (ROR)
Gerçek hayattaki durumlarda, titreşimler genellikle rastgele formdadır ve rastgele titreşim testinin kısa açıklaması, test edilen cihazda (DUT) belirli bir aralıkta tüm frekanslarda titreşim enerjisinin aynı anda çalıştırılmasını içerir. Bu, testin bir ürünün çalıştırılacağı belirli ortamın gerçek saha ölçümlerine dayandığı durumlarda en etkili uygulamadır. Rastgele titreşim güç spektral yoğunluk grafiğinde, ivme genliği y ekseninde g2/Hz birimlerinde ve x ekseninde frekans (Hz) birimlerinde ölçeklendirilir.
Şekil 5: Rastgele Test Profili
Rastgele titreşim testi yapma süreci ve rastgele verilerin istatistiksel yapısı nedeniyle, rastgele titreşim testi titreşim yeterlilik testleri için en uygun yöntemdir. Bir veya birden fazla ivmeölçer kullanarak yerinde titreşim ortamını yakalayarak, rastgele güç spektral yoğunluk grafiği oluşturulabilir.
Aşağıda, MIL-STD-810H Şekil 514.8C-15 yönetmeliğine uygun olarak gerçekleştirilen 6 eksenli sistem titreşim test sistemi konfigürasyonu ile elde edilen bazı sonuçlar yer almaktadır. Kategori 9 – Helikopter titreşim maruziyeti.
Şekil 6: MIL-STD-810H
Şekil 7: 6 Eksenli Test Sonuçları
Kullanılan ivmeölçerler ve amaçları aşağıda gösterilmiştir;
Tablo 1: 6 Eksenli Sistem Test Konfigürasyonu
Her iki geliştirilmiş sistem (Quadri ve 6 Eksen) yüksek frekanslarda kontrol edilebilir testlerin gerçekleştirilmesini sağlar.
Özetle, Yüksek Frekanslı Titreşim Test Sistemi seçerken, frekans aralığı, genlik ve numunelerinizin maruz kalacağı titreşim türleri dahil olmak üzere uygulamanızın özel gereksinimlerini dikkate almak çok önemlidir. Sistemi ihtiyaçlarınıza göre özelleştirebilecek ve sürekli destek sağlayabilecek deneyimli tedarikçiler veya danışmanlarla çalışmanız da tavsiye edilir.
Son olarak, titreşim test sistemleri kullanılarak yapılan karakterizasyon testleri, ürün kalitesinin sağlanmasından bilimsel araştırma ve geliştirmenin ilerletilmesine kadar, çeşitli endüstrilerde malzemelerin özelliklerinin anlaşılması ve optimize edilmesinde çok önemli bir rol oynamaktadır. Bu titreşim test sistemleri, sistemin uygun güvenlik özelliklerine sahip olduğunu ve ilgili standartlara ve yönetmeliklere uygun olduğunu doğrulamak için güvenlik açısından hayati bir role sahiptir.
Teknik Özellikler S.E.R.E.M.E Ürünleri
Yukarıda belirtilen titreşim test sistemlerinin teknik özellikleri aşağıda verilmiştir.
Şekil 8: Dört Eksenli Sistem
Şekil 9: 6 Eksenli Sistem
S.E.R.E.M.E Link: Ana Sayfa