Analýza modálního tlumení strojní součásti pomocí metody OMA
Loading...
Date
Authors
Sodomka, Tomáš
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Na jedné z prvních hodin studia na Ústavu mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky dostal autor této práce tři základní doporučení týkající se měření: 1) Neměřit! 2) Když už měřit, tak neopakovat měření!! 3) Když už opakovat měření, tak nesrovnávat!!! Nicméně tato práce směle porušuje všechny tři doporučení. V úvodní teoretické části stručně seznamuje s kmitáním tlumených soustav s více stupni volnosti a popisuje experimentální přístupy určování modálního tlumení soustav. Zároveň shrnuje přístup Provozní modální analýzy (OMA), vysvětluje princip metody FDD a představuje metodu EFDD (Vylepšená dekompozice ve frekvenční oblasti – Enhanced Frequency Domain Decomposition), která oproti původní metodě, umožňující určování vlastních tvarů a frekvencí, dovoluje určit i modální tlumení jednotlivých tvarů. Jedním z výstupů práce je skript v prostředí programu Matlab, jenž umí vyhodnocovat vibrace soustavy metodou EFDD. Skript je nejdříve testován výpočtovým modelováním, kdy z modelové soustavy s předem definovaným modálním tlumením tlumení určuje. Následně práce přechází k vlastnímu měření reálné soustavy - vetknutému prutu, který je analyzován pomocí Experimentální modální analýzy (EMA) a OMA, přičemž z druhé varianty byla použita metoda EFDD komerční od společnosti Brüel a Kjr a naprogramovaný skript. V závěru jsou určená tlumení navzájem srovnávána. Diplomová práce navazuje na práci Ing. Miroslava Popa – Ověřování věrohodnosti měřící metody z oblasti modální analýzy. Z této práce je přebrána část dat. Konkrétní případy využití dat jsou vždy uvedeny v patřičné pasáži textu.
In one of the first hours of study at the Institute of Mechanics of Bodies, Mechatronics and Biomechanics, the author of this work received three basic recommendations regarding measurement: 1) Do not measure! 2) If you measure, do not repeat the measurement!! 3) If you repeat the measurement, do not compare the measurements!!! However, this thesis boldly violates all three recommendations. In the introductory theoretical part, it briefly introduces the vibration of multi-degree of freedom damped systems and describes experimental ways of determining the modal damping. It also summarizes the Operational Modal Analysis (OMA) approach, explains the principle of the FDD method, and introduces EFDD (Enhanced Frequency Domain Decomposition) method which allows to determine not only natural frequencies and shapes as FDD does, but also modal damping of the shapes. A script in Matlab environment for processing vibrations using EFDD method is one of the thesis outputs. The script is first tested by computational model, where a model system with known damping is tested and damping is determined by the script. Subsequently, the work moves to the actual measurement of the real system - a bonded bar which is analysed by Experimental Modal Analysis and OMA, while the second variant uses commercial EFDD method (Brüel a Kjr company) and programmed script. In the conclusion of the thesis the damping results are compared to each other. The diploma thesis continues in Ing. M. Pop’s thesis – Modal Analysis Experimental Method Verification. From this work a part of measured data is taken. Specific cases of data use are always listed in the appropriate section of the text.
In one of the first hours of study at the Institute of Mechanics of Bodies, Mechatronics and Biomechanics, the author of this work received three basic recommendations regarding measurement: 1) Do not measure! 2) If you measure, do not repeat the measurement!! 3) If you repeat the measurement, do not compare the measurements!!! However, this thesis boldly violates all three recommendations. In the introductory theoretical part, it briefly introduces the vibration of multi-degree of freedom damped systems and describes experimental ways of determining the modal damping. It also summarizes the Operational Modal Analysis (OMA) approach, explains the principle of the FDD method, and introduces EFDD (Enhanced Frequency Domain Decomposition) method which allows to determine not only natural frequencies and shapes as FDD does, but also modal damping of the shapes. A script in Matlab environment for processing vibrations using EFDD method is one of the thesis outputs. The script is first tested by computational model, where a model system with known damping is tested and damping is determined by the script. Subsequently, the work moves to the actual measurement of the real system - a bonded bar which is analysed by Experimental Modal Analysis and OMA, while the second variant uses commercial EFDD method (Brüel a Kjr company) and programmed script. In the conclusion of the thesis the damping results are compared to each other. The diploma thesis continues in Ing. M. Pop’s thesis – Modal Analysis Experimental Method Verification. From this work a part of measured data is taken. Specific cases of data use are always listed in the appropriate section of the text.
Description
Keywords
vibrace provozní modální analýza, vlastní frekvence, modální vlastnosti, tlumení, poměrný útlum, modální analýza, Vylepšená dekompozice ve frekvenční oblasti, vibrations, operational modal analysis, natural frequency, modal properties, damping, damping ratio, modal analysis, Enhanced Frequency Domain Decomposition
Citation
SODOMKA, T. Analýza modálního tlumení strojní součásti pomocí metody OMA [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Inženýrská mechanika a biomechanika
Comittee
prof. Ing. Vladislav Laš, CSc. (předseda)
prof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Jindřich Petruška, CSc. (člen)
prof. Ing. Přemysl Janíček, DrSc. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Florian, CSc. (člen)
prof. Ing. Jaroslav Zapoměl, DrSc. (člen)
prof. RNDr. Michal Kotoul, DrSc. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Hadaš, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Tomáš Návrat, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jiří Burša, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2021-06-16
Defence
Student ve vymezeném čase prezentoval svoji závěrečnou práci. Poté byly předneseny posudky a zodpovězeny dotazy oponenta. Následně byly pokládány další otázky vztahující se k diplomové práci:
Jak jste se vypořádal s vlastními frekvencemi superponovanými na odezvě?
Je uvedený výraz skutečně pouze odmocnina z výkonové spektrální hustoty?
Dá se metoda OMA použít i pro nestrojní součásti?
Rozlišujete materiálový model a model materiálu?
Jak je buzen transmisní elektronový mikroskop?
Po zodpovězení všech dotazů bylo vystoupení hodnoceno jako výborné.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení