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Teste de Vibração usando máquina
vibratória Eletro-Magnética

Teste de Vibração usando uma máquina vibratória Eletro-Magné...
Contents
Tabela de Figuras ..................................................................................................
Tabela de Figuras
Figura 1: Exemplos onde ocorre muita vibração .............................................................
História da Vibração
Os vibradores ou shakers eram capazes de representar seno e choque com bastante sucesso, e tudo o que...
Por volta de 1962 os primeiros circuitos TTL se tornaram comercialmente disponíveis, mas não foi até 1974 que o
primeiro m...
Por que o Teste de Vibração é útil?
Testes ambientais tem sido reconhecidos para fornecer uma maneira repetitível e contro...
Testes Periódicos
Exemplos de teste de vibração senoidal:


Varredura de Seno para cobrir uma Faixa de Frequência (Pesqui...
Teste de Pesquisa da Ressonância Senoidal
A varredura do seno de baixa amplitude é executada a partir de uma frequência ba...
Teste de Varredura Senoidal
Um teste de resistência pode ser aplicado à amostra varrendo acima e abaixo ao longo de uma ga...
Teste Aleatório de Banda Larga
Para uma simulação mais realística do ambiente da vida real pode-se usar Vibração Aleatória...
Figura 11: Gráfico de vibração em veículos de rodas
Tabela 1: Tabela típica de ponto de interrupção

Teste de Vibração usa...
Testes de Vibração Combinados
Modo Misto – Aleatório em Aleatório
Simula o ambiente vibratório nos veículos controlados da...
Figura 14: Gráfico de vibração em aeronaves movidas a hélice

Testes Avançados em Modo Misto

Figura 15: Controlador Dactr...
Conclusão
 É necessário considerar todos os ambientes nos quais a amostra será exposta durante seu tempo de vida.
 Então...
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Teste de vibração usando máquina vibratória eletro magnética

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Teste de Vibração para avaliar a confiabilidade de produtos.

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  1. 1. Teste de Vibração usando máquina vibratória Eletro-Magnética Teste de Vibração usando uma máquina vibratória Eletro-Magnética Page 1
  2. 2. Contents Tabela de Figuras .............................................................................................................................................................. 3 História da Vibração .......................................................................................................................................................... 4 Por que o Teste de Vibração é útil? .................................................................................................................................. 6 Teste de Vibração e Ciclo de Produto ............................................................................................................................... 6 Testes Periódicos .............................................................................................................................................................. 7 Testes de Vibração Senoidal ......................................................................................................................................... 7 Medição de Ressonância........................................................................................................................................... 7 Teste de Pesquisa da Ressonância Senoidal ............................................................................................................. 8 Teste de Varredura Senoidal ..................................................................................................................................... 9 Testes Periódicos ...................................................................................................................................................... 9 Testes de Vibração Aleatória ........................................................................................................................................ 9 Testes Aperiódicos .................................................................................................................................................... 9 Teste Aleatório de Banda Larga .............................................................................................................................. 10 Testes de Vibração Combinados ................................................................................................................................. 12 Modo Misto – Aleatório em Aleatório .................................................................................................................... 12 Testes Avançados em Modo Misto ............................................................................................................................. 13 Conclusão ........................................................................................................................................................................ 14 Trabalho Citado ............................................................................................................................................................... 14 Teste de Vibração usando uma máquina vibratória Eletro-Magnética Page 2
  3. 3. Tabela de Figuras Figura 1: Exemplos onde ocorre muita vibração .............................................................................................................. 4 Figura 2: Modelo de um dos primeiros controladores para vibração .............................................................................. 4 Figura 3: Primeiros microprocessadores........................................................................................................................... 5 Figura 4: Nova geração de controladores ......................................................................................................................... 5 Figura 5: Modelo de shaker combinado com câmara climática ....................................................................................... 6 Figura 6: Posicionamento dos acelerômetros .................................................................................................................. 7 Figura 7: Painel de um carro com diversos acelerômetros fixados .................................................................................. 8 Figura 8: Gráfico Transmissibilidade x Entrada ................................................................................................................. 8 Figura 9: Gráfico de Teste Aleatório ............................................................................................................................... 10 Figura 10: Gráfico de vibração em equipamentos de armazenagem de aviões a jato ................................................... 10 Figura 11: Gráfico de vibração em veículos de rodas ..................................................................................................... 11 Figura 12: Gráfico de vibração em veículos militares ..................................................................................................... 12 Figura 13: Gráfico de especificação de teste Aleatório em Aleatório em veículos controlados .................................... 12 Figura 14: Gráfico de vibração em aeronaves movidas a hélice..................................................................................... 13 Figura 15: Controlador Dactron Laser ............................................................................................................................. 13 Figura 16: Análise estrutural de um vagão usando medição de vibração ...................................................................... 14 Teste de Vibração usando uma máquina vibratória Eletro-Magnética Page 3
  4. 4. História da Vibração Os vibradores ou shakers eram capazes de representar seno e choque com bastante sucesso, e tudo o que precisavam era um bom sinal do conversor de uma fonte pura controlada. A fonte foi fornecida com instrumentação analógica e, nesse momento, só foram capazes de produzir e controlar as formas de onda periódicas regulares. Figura 1: Exemplos onde ocorre muita vibração Produzir banda larga aleatória era muito difícil. Vibrar uma armadura móvel dentro dos seus limites exige alguns algoritmos de controle inteligentes. Os computadores da época eram muito grandes, caros e, o pior de tudo, lentos. Para computar os muitos cálculos necessários não era prático. No início, o aleatório foi representada por instrumentação analógica semelhante empregada em testes de seno, que utilizou margens de filtros de passa-baixa. Estes foram sintonizados pelo engenheiro de teste usando habilidade e experiência. Figura 2: Modelo de um dos primeiros controladores para vibração Teste de Vibração usando uma máquina vibratória Eletro-Magnética Page 4
  5. 5. Por volta de 1962 os primeiros circuitos TTL se tornaram comercialmente disponíveis, mas não foi até 1974 que o primeiro microprocessador estava disponível como um circuito integrado comum. A partir daí, a capacidade dos computadores aumentou drasticamente e os primeiros sistemas de controle digital reais nasceram. Figura 3: Primeiros microprocessadores Com esta nova tecnologia, testes aleatórios poderiam agora ser aplicados automaticamente e controlados por um computador. O tempo de ciclo de controle ou a resposta ainda era relativamente lento. Às vezes vários segundos se passavam antes da saída do conversor se atualizar. Alguns parâmetros de controle inventivas foram criadas para lidar com esses atrasos. Agora temos processadores que podem fazer muitos cálculos em poucos milissegundos e uma malha de controle aleatório que pode ser tão baixa quanto 100 ms. Figura 4: Nova geração de controladores Teste de Vibração usando uma máquina vibratória Eletro-Magnética Page 5
  6. 6. Por que o Teste de Vibração é útil? Testes ambientais tem sido reconhecidos para fornecer uma maneira repetitível e controlada da introdução de um produto a um regime de testes que simulam a “Vida Real" ou para estressar um produto de uma forma controlada. Combinação de temperatura, umidade, pressão e tensões mecânicas podem fazer quebrar um produto antes do lançamento. Isto, obviamente, aumenta o custo de produção no curto prazo, mas se paga a longo prazo. Figura 5: Modelo de shaker combinado com câmara climática Teste de Vibração e Ciclo de Produto Testes de desenvolvimento de protótipos com especificações conhecidas, representando a exposição a vibração esperada. Processo de fabricação com a garantia de qualidade que cada item tem qualidade de construção consistente. Repita cada perfil de vibração em um lote fabricado para qualificar consistência. Testes de vibração de transporte do produto para simular as condições de navegação, transporte e manuseio de produtos para verificar a resistência. Testes de confiabilidade para confirmar uma função dos produtos ao longo de um determinado período de tempo e de sinais de fraquezas que podem aparecer a longo prazo. Testes de melhoria de design que permitem mudanças para reduzir falhas de vibração raras e intermitentes. Testes de vibração de aceitação final que confirmam que todos os produtos foram submetidos a um requisito mínimo antes do lançamento. Teste de Vibração usando uma máquina vibratória Eletro-Magnética Page 6
  7. 7. Testes Periódicos Exemplos de teste de vibração senoidal:  Varredura de Seno para cobrir uma Faixa de Frequência (Pesquisa da Ressonância)  Frequência de permanência da Ressonância (Resistência à Sobrevivência) destinado a fadigar até freqüências conhecidas encontrados a partir de uma pesquisa de ressonância.  Frequências fixas para um período de tempo (teste de resistência). Testes de Vibração Senoidal Medição de Ressonância Dois acelerômetros (um na mesa do agitador, o outro sobre a amostra) são usados para medir a transmissibilidade da aceleração entre dois pontos. A função de transmissibilidade é calculada com base na relação dos dois sinais de aceleração. Figura 6: Posicionamento dos acelerômetros Teste de Vibração usando uma máquina vibratória Eletro-Magnética Page 7
  8. 8. Teste de Pesquisa da Ressonância Senoidal A varredura do seno de baixa amplitude é executada a partir de uma frequência baixa para uma frequência mais alta, geralmente a uma taxa logarítmica constante, para procurar quaisquer ressonâncias naturais dentro da unidade em teste (UEE). Esta Unidade pode ter muitos acelerômetros afixados, em pontos de interesse, para medir essas freqüências ressonantes. Figura 7: Painel de um carro com diversos acelerômetros fixados Os dados medidos podem ser exibidos como nível pela freqüência. Tipicamente, um gráfico deTransmissibilidade ou Função de Transferência é produzido para mostrar a relação da resposta à entrada controlada. Figura 8: Gráfico Transmissibilidade x Entrada Teste de Vibração usando uma máquina vibratória Eletro-Magnética Page 8
  9. 9. Teste de Varredura Senoidal Um teste de resistência pode ser aplicado à amostra varrendo acima e abaixo ao longo de uma gama de frequências, para completar um determinado número de varreduras ou um tempo de ensaio. Isto não simula um ambiente de vida real. Para garantir que todas as freqüências receberão a mesma quantidade de ciclos de fadiga, a freqüência irá varrer (mudar) logaritmicamente. No entanto, para garantir que um número significativo de ciclos de fadiga serão aplicados, o teste senoidal pode ter muitas horas varrendo acima e abaixo. Testes Periódicos Período de Teste usando vibração senoidal. Frequência de permanência da Ressonância (Resistência à Sobrevivência) destinado a fadigar até freqüências conhecidas encontrados a partir de uma pesquisa de ressonância. Qualquer freqüência de ressonância, que foi identificado a partir dos critérios de pesquisa pode ser testado com uma freqüência individual mantida por um período específico e nível. Isto prova a capacidade de sobrevivência da amostra em condições extremas. Estes são tipicamente controlados para assegurar que um cenário de pior caso é mantido. Assim que a ressonância fadiga a amostra o novo Fn é rastreado para% da freqüência. Uma grande mudança na Fn e na amostra é considerado como um item falho. Frequências fixas para um período de tempo (teste de resistência). Estes são freqüências normalmente conhecidas de interesse do teste especificado e são fixados em freqüências e níveis definidos. Testes de Vibração Aleatória Testes Aperiódicos  Vibração Aleatória de Banda Larga - Teste de Vida Acelerado (Simulando ambientes operacionais)  Vibração Aleatória de Banda Estreita - A faixa de freqüência definida com uma largura de banda estreita baixa. Normalmente sobreposta sobre Banda Larga Aleatória.  Teste Combinado (Modo Misto)  Seno em Aleatório ( Simulação de máquinas rotativas)  Aleatório em Aleatório ( Simulação de veículos rastreados) Teste de Vibração usando uma máquina vibratória Eletro-Magnética Page 9
  10. 10. Teste Aleatório de Banda Larga Para uma simulação mais realística do ambiente da vida real pode-se usar Vibração Aleatória de Banda Larga, que excita uma banda de frequência definida. As freqüências de ressonância são, portanto, excitadas com regularidade e em conjunto, que pode causar interação. Figura 9: Gráfico de Teste Aleatório Especificação de Teste Aleatório Figura 10: Gráfico de vibração em equipamentos de armazenagem de aviões a jato Teste de Vibração usando uma máquina vibratória Eletro-Magnética Page 10
  11. 11. Figura 11: Gráfico de vibração em veículos de rodas Tabela 1: Tabela típica de ponto de interrupção Teste de Vibração usando uma máquina vibratória Eletro-Magnética Page 11
  12. 12. Testes de Vibração Combinados Modo Misto – Aleatório em Aleatório Simula o ambiente vibratório nos veículos controlados das forças armadas ou qualquer estrutura em que o PSD global aleatório está relacionado a um dispositivo de velocidade variável ou mudanças com o tempo. ASTM (Sociedade Americana para Testes e Materiais) Norma militar norte americana 810E: M1A1 Carro Blindado M109 Artilharia Automotora M113 Veículo Blindado de Transporte Pessoal Figura 12: Gráfico de vibração em veículos militares Figura 13: Gráfico de especificação de teste Aleatório em Aleatório em veículos controlados Teste de Vibração usando uma máquina vibratória Eletro-Magnética Page 12
  13. 13. Figura 14: Gráfico de vibração em aeronaves movidas a hélice Testes Avançados em Modo Misto Figura 15: Controlador Dactron Laser  O controlador Dactron Laser tem mais de 12 bandas estreitas que podem ser sobrepostas para o perfil de banda larga.  Cada banda estreita pode ser fixa ou varrida dentro do seu próprio perfil.  O método de controle de cada nível pode ser composto pela soma ou o valor máximo para cada frequência.  Em adição aos ensaios anteriores de Seno em Aleatório e Aleatório em Aleatório é também possível combinar os tons aleatórios e de seno de banda estreita num perfil de teste para banda larga.  Conhecido como Seno Aleatório em Aleatório Teste de Vibração usando uma máquina vibratória Eletro-Magnética Page 13
  14. 14. Conclusão  É necessário considerar todos os ambientes nos quais a amostra será exposta durante seu tempo de vida.  Então, pode-se melhor representar as condições dinâmicas com perfis de teste de Seno, Aleatório, Seno em Aleatório ou Aleatório em Aleatório. Alguns exemplos:  Respostas Periódicas Senoidais são características de navios, disparos repetitivos, motores de hélice, helicópteros e maquinário rotativo.  A Vibração Aleatória é característica dos transportes, aviões a jato, motores de foguete, ruídos de veículos e fluxo de água na tubulação.  Seno em aleatório é visto em helicópteros e maquinário rotativo.  Sine on Random is seen in helicopters and rotating machinery  Aleatório em Aleatório é tipicamente encontrado em veículos controlados. Figura 16: Análise estrutural de um vagão usando medição de vibração Trabalho Citado B&K. Vibration Testing using an EM shaker. In T. Harrison. Teste de Vibração usando uma máquina vibratória Eletro-Magnética Page 14

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