Patrycja Grabowska
Weronika Hasslinger
ProwadzÄ…cy:
Andrzej Jugowicz Identyfikacja Układów Mechatronicznych
A
ukasz Ambroziński
SÅ‚awomir Kantor Laboratorium nr 4
Rafał Duda Sprawozdanie
IMIR, Mechatronika,
Projektowanie
Temat: Test z wymuszeniem młotkiem Data zajęć:
Mechatroniczne,
modalnym 16.04.2015r.
Gr. 2  Czarne Orły
1. Stanowisko pomiarowe:
Obiekt pomiaru zawieszony był bez kontaktu z otoczeniem, Przy pomocy młotka modalnego
wymuszono drgania. Młotek modalny rejestruje siłę wymuszenia, a czujniki drgań zbierają
odpowiedz
dynamiczną. Czujniki oraz młotek podłączone są do analizatora sygnałów.
2. Wymiary badanego obiektu
3. Skrypt w Matlabie
clc
clear all
close all
%% uderzenie w część aluminiową
% wczytanie danyc z plików tekstowych
x11=abs(load('lab4_pom_1_cz_1.unv'));
x12=abs(load('lab4_pom_1_cz_2.unv'));
x13=abs(load('lab4_pom_1_cz_3.unv'));
x14=abs(load('lab4_pom_1_cz_4.unv'));
fs=1025; %częstotliwość próbkowania
k1=1:length(x11);
f=(k1-1)/(length(x11)-1)*fs;%skala częstotliwości
%wykresy
figure(1), plot(f,x11);xlabel('Częstotliwość [Hz]'),
ylabel('Amplituda FRF [m/s^2 /N]');
title('Wykres FRF- I czujnik, I pomiar');grid;
figure(2), plot(f,x12);xlabel('Częstotliwość [Hz]'),
ylabel('Amplituda FRF [m/s^2 /N]');
title('Wykres FRF- II czujnik, I pomiar');grid;
figure(3), plot(f,x13);xlabel('Częstotliwość [Hz]'),
ylabel('Amplituda FRF [m/s^2 /N]');
title('Wykres FRF- III czujnik, I pomiar');grid;
figure(4), plot(f,x14);xlabel('Częstotliwość [Hz]'),
ylabel('Amplituda FRF [m/s^2 /N]');
title('Wykres FRF- IV czujnik, I pomiar');grid;
%% uderzenie obok części aluminiowej
% wczytanie danyc z plików tekstowych
x21=abs(load('lab4_pom_2_cz_1.unv'));
x22=abs(load('lab4_pom_2_cz_2.unv'));
x23=abs(load('lab4_pom_2_cz_3.unv'));
x24=abs(load('lab4_pom_2_cz_4.unv'));
fs=1025; %częstotliwość próbkowania
k2=1:length(x21);
f2=(k2-1)/(length(x21)-1)*fs;%skala częstotliwości
%wykresy
figure(5), plot(f2,x21);xlabel('Częstotliwość [Hz]'),
ylabel('Amplituda FRF [m/s^2 /N]');
title('Wykres FRF- I czujnik, II pomiar');grid;
figure(6), plot(f2,x12);xlabel('Częstotliwość [Hz]'),
ylabel('Amplituda FRF [m/s^2 /N]');
title('Wykres FRF- II czujnik, II pomiar');grid;
figure(7), plot(f2,x23);xlabel('Częstotliwość [Hz]'),
yabel('Amplituda FRF [m/s^2 /N]');
title('Wykres FRF- III czujnik, II pomiar');grid;
figure(8), plot(f2,x24);xlabel('Częstotliwość [Hz]'),
ylabel('Amplituda FRF [m/s^2 /N]');
title('Wykres FRF- IV czujnik, II pomiar');grid;
4. Otrzymane wykresy funkcji FRF.
a) Pierwszy pomiar- uderzanie w aluminiową część płata
i.
Wykres FRF- I czujnik, I pomiar
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0 200 400 600 800 1000 1200
Częstotliwość [Hz]
·ð Na wykresie widoczne jest 6 prążków dla: 81,16; 234,5; 435,9; 493; 745,5; 1007Hz.
·ð NajwiÄ™ksza amplituda przypada dla czÄ™stotliwoÅ›ci 81,16Hz
ii.
Wykres FRF- II czujnik, I pomiar
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0 200 400 600 800 1000 1200
Częstotliwość [Hz]
·ð Na wykresie widocznych jest 5 prążków dla czÄ™stotliwoÅ›ci: 81,16; 234,5; 435,9; 493; 1007Hz-
dla 745,5Hz prążek przestał być widoczny.
·ð NajwiÄ™kszÄ… amplitudÄ™ ma drugi prążek, wartość pierwszego prążka jest mniejsza w porównaniu
z odczytem z pierwszego czujnika.
2
Amplituda FRF [m/s /N]
2
Amplituda FRF [m/s /N]
iii.
Wykres FRF- III czujnik, I pomiar
120
100
80
60
40
20
0
0 200 400 600 800 1000 1200
Częstotliwość [Hz]
·ð Na wykresie widocznych jest 5 prążków dla czÄ™stotliwoÅ›ci: 81,16 , 234,5 , 435,9 , 493, 1007Hz.
·ð Amplituda pierwszego prążka znacznie spadÅ‚a w porównaniu z odczytem z pierwszego czujnika.
Spadła również amplituda dla prążka 493Hz.
iv.
Wykres FRF- IV czujnik, I pomiar
120
100
80
60
40
20
0
0 200 400 600 800 1000 1200
Częstotliwość [Hz]
·ð Na wykresie można zauważyć 5 prążków : 81,16 , 234,5 , 435,9 , 493, 1007Hz.
·ð Amplituda pierwszego prążka znacznie wzrosÅ‚a w porównaniu z odczytem z trzeciego czujnika.
2
Amplituda FRF [m/s /N]
2
Amplituda FRF [m/s /N]
b) Drugi pomiar  uderzenie w nie aluminiową część płata
i.
Wykres FRF- I czujnik, II pomiar
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0 200 400 600 800 1000 1200
Częstotliwość [Hz]
·ð Na wykresie bardzo dobrze widoczne sÄ… 4 prążki wystÄ™pujÄ…ce w pierwszym pomiarze: 81,16;
234,5; 435,9 i 493Hz.
·ð NajwiÄ™kszÄ… amplitudÄ™, podobnie, jak w pierwszym pomiarze, ma prążek 81,16Hz.
·ð Prążki dla czÄ™stotliwoÅ›ci wiÄ™kszych niż 600Hz sÄ… maÅ‚o widoczne, czÄ™sto nachodzÄ… na siebie, np.:
652,3; 724,4; 982,9Hz. Prążki te nie są widoczne na wykresach z pierwszego pomiaru.
ii.
Wykres FRF- II czujnik, II pomiar
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0 200 400 600 800 1000 1200
Częstotliwość [Hz]
2
Amplituda FRF [m/s /N]
2
Amplituda FRF [m/s /N]
·ð Na wykresie bardzo dobrze widoczne sÄ… 4 prążki wystÄ™pujÄ…ce w pierwszym pomiarze: 81,16;
234,5; 435,9 i 493Hz.
·ð W przeciwieÅ„stwie do odczytu dla II czujnika w pierwszym pomiarze, najwiÄ™kszÄ… amplitudÄ™ osiÄ…ga
pierwszy prążek.
·ð Prążki dla czÄ™stotliwoÅ›ci wiÄ™kszych niż 600Hz sÄ… maÅ‚o widoczne, czÄ™sto nachodzÄ… na siebie, np.:
658,3; 733,4; 946,8Hz. Ostatni prążek powstał poprzez uśrednienie 3 nakładających się. Prążki te
nie są widoczne na wykresach z pierwszego pomiaru. Nie pokrywają się one również z prążkami
uzyskanymi podczas pomiaru na I czujniku.
iii.
Wykres FRF- III czujnik, II pomiar
70
60
50
40
30
20
10
0
0 200 400 600 800 1000 1200
Częstotliwość [Hz]
·ð Na wykresie bardzo dobrze widocznych jest 5 krążków: 81,16; 234,5; 435,9; 493 i739,4Hz.Cztery
pierwsze z nich sÄ… widoczne w pierwszym pomiarze.
·ð Podobnie jak w I pomiarze, dla III czujnika, wartość amplitudy dla I prążka znacznie spada w
stosunku do odczytu z pierwszego czujnika.
·ð Prążki dla czÄ™stotliwoÅ›ci wiÄ™kszych niż 600Hz sÄ… wyraz
niejsze niż na odczytach z poprzednich 2
czujników, jednak wciąż część z nich nakłada się na siebie: 643,3; 964,9Hz. Ostatni prążek powstał
poprzez uśrednienie 3 nakładających się. Prążki te nie są widoczne na wykresach z pierwszego
pomiaru. Nie pokrywają się one również z prążkami uzyskanymi podczas pomiaru na I czujniku.
2
Amplituda FRF [m/s /N]
iv.
Wykres FRF- IV czujnik, II pomiar
150
100
50
0
0 200 400 600 800 1000 1200
Częstotliwość [Hz]
·ð Na wykresie można zauważyć 6 prążków dla czÄ™stotliwoÅ›ci: 81,16; 222,4; 435,9; 493; 742,4;
946,8Hz.
·ð Tylko 3 z nich pokrywajÄ… siÄ™ w wynikami z pierwszego pomiaru oraz z wynikami z pozostaÅ‚ych
czujników.
·ð Wyniki dla czÄ™stotliwoÅ›ci powyżej 600Hz nie sÄ… dokÅ‚adne, ostatni prążek powstaÅ‚ poprzez
uśrednienie 3 nakładających się. Prążki te nie są widoczne na wykresach z pierwszego pomiaru.
Nie pokrywają się one również z prążkami uzyskanymi podczas pomiaru na I czujniku.
5. Wartości częstotliwości drgań własnych
Częstotliwość Wartość [Hz]
f1 81,16
f2 234,5
f3 435,9
f4 493
f5 1007
2
Amplituda FRF [m/s /N]
6. Wnioski
a. Dla elementu, który posiada regularną strukturę budowy (np.: jest wykonany z metalu)
możliwe jest określenie częstotliwości drgań własnych, nawet, jeśli są one większe
od częstotliwości Nyquista  prążek dla częstotliwości 1007Hz występuje dla wszystkich
czujników w pierwszym pomiarze.
b. Dla elementu posiadającego nieregularną budowę, trudno jest odczytać prążki dla
częstotliwości większych niż częstotliwość Nyquista. Prążki te mają różne rozkłady, często
nakładają się na siebie, nie można ich jednoznacznie określić  prążki dla częstotliwości
większej niż 600Hz w drugim pomiarze.
c. Dla elementu o nieregularnej strukturze w punkcie znajdującym się w dużej odległości
od punktu wzbudzenia odchyleniu mogą ulec również prążki niższych częstotliwości niż
częstotliwość Nyquista  dla czujnika 4. w drugim pomiarze pojawił się prążek dla
częstotliwości 222,4Hz, a zniknął dla 234,5Hz.
d. W zależności od odległości od miejsca uderzenia oraz występowania węzłów i strzałek drgań
własnych modelu na wykresach FRF otrzymanych z 4 czujników można zauważyć różne
wartości amplitud dla poszczególnych prążków (porównanie amplitud I prążka dla pierwszego
i trzeciego czujnika). W pierwszym pomiarze, porównując zmiany amplitud dla pierwszego i
drugiego krążka, można zauważyć spadek wartości pierwszego i wzrost wartości drugiego
krążka, a następnie powrót do stanu pierwotnego. Zjawisko to jest zaburzone w drugim
pomiarze  w wynikach z II czujnika amplituda dla I krążka wciąż jest większa niż dla II.
Pokazuje to, że nieregularna struktura obiektu zaburza pewne zjawiska charakterystyczne dla
drgań własnych obiektów.