高速振动分析系统

VIC-3D高速FFT


非接触式全场ODS工作变形与应变测量系统

非接触式全场ODS和应变测量系统

 

技术概述

VIC-3D HS FFT系统是由CSI公司全新增加到VIC-3D产品线的测量解决方案,它能够以全场3D的方式查看,测量和分析在其中或瞬态事件中的全场工作变形( ODS)信息。系统-该的纳米级精度易于实现对工作变形ODS基于频域的查看和分析。系统为测得的任何频率下的三维位移,应变,状语从句:速度都加速度提供了数以千计的数据点。其结果完全是可视的,而且用户可以进行数据进行有限元分析和验证。 Correlated Solutions,Inc. 的VIC-3D HS FFT系统是Vic-3D测量解决方案产品线的新成员,可实现全场3D查看,测量和分析全场工作偏转形状 ( ODS),发生于瞬态事件。  可以很容易地以纳米范围内的精度水平查看和分析ODS的频域。  对于任何给定频率,都针对数千个数据点计算了三维位移,应变,速度和加速度。  结果不仅是直观的,而且用户可以导出数据以进行FEA分析和验证。


 

应用案例

橡胶带悬挂的一块8“ x 10”薄铝板从背面用一个小锤子敲击。冲击产生了以下振型:

下面是系统结果的示例。用小锤子从后面轻敲一块悬挂着橡皮筋的8“ x 10”薄铝板。冲击产生以下形状:

要查看其他测试,您可以在“ 应用程序页面”上查看制动转子示例

 

新的Vic- 3D HS FFT窗函数选项

最近的CSI公司的软件团队开发并实施了一种对VIC-3D HS FFT系统获得的FFT数据进行后处理的新方法。该方法可以将Han和Hammming屏幕函数压缩FFT数据,从而更加清晰的工作变形ODS信息。这些窗函数功能需要更好的频率分辨率但中等旁瓣没有问题的噪声测量很有用。 

如果您不知道信号的性质,但要应用平滑窗口,请从Hann窗开始。通常,这种折衷会导致频率分辨率的轻微降低,但它会大大减少混叠。Hann窗函数具有良好的频率分辨率并减少了频谱泄漏。如果您不知道信号的性质,但要应用平滑窗口,请从Hann窗开始。通常,尽管折衷是频率分辨率的轻微降低,但它会大大减少混叠。Hamming窗函数在消除最近的旁瓣方面做得更好,但在消除其他旁瓣方面做得较差。虽然Hannwind窗的相互都都触零,从而消除了所有不连续性,但Hamming窗还没有达到零,因此信号中仍然有轻微的不连续性,其高度大约为汉窗的五分之一。汉明窗功能在消除最近的旁瓣方面做得更好,但在消除其他旁瓣方面做得较差。虽然汉恩窗的两端都触零,从而消除了所有不连续性,但汉明窗并没有完全达到零,因此信号中仍然有轻微的不连续性,其高度约为汉恩窗的五分之一。下面是这些不同的窗口如何影响FFT数据的直观视图:

 

与传统测量技术对比。传统测量技术


非接触测量 –由于VIC-3D HS FFT系统提供的是在动态或瞬态突变下的非接触全场振动分析,该方法避免了传统传感器存在的问题,例如在实验过程中传感器的脱粘或损坏(特别是瞬态和冲击加载),传感器的质量对试件的影响,以及噪声和电缆管理问题。 全场数据  –完全不需要预先分析选择测量点!所有点的信息都可以很容易的通过后处理来发现和显示识别。这意味着,不再需要确保结果的可靠性,而进行大量的预测试工作。 3D数据结果  –由于VIC-3D HS FFT系统始终测量所有X / Y / Z轴的数据,无需使用大量的单轴加速度计或昂贵的双轴,三轴加速度计。 综合应变与位移数据  –系统自动生成全场应变,变形和振型信息,并伴随所有的频率和振幅数据。 不需窗函数-加窗处理被ODS专家描述为该领域的“必要之恶”通过HSVA系统无需加窗函数,ODS分析人员不用考虑频谱能量泄漏的发生。(注:数据采集时由于使用使用其他的窗函数就可以改善频谱能量的泄漏,如随机信号使用汉宁,汉明窗,衰减信号使用指数窗等。) 非接触式测量 –由于VIC-3D HS FFT系统提供了动态或瞬态负载下组件的非接触式全场振动分析,因此它避免了与常规传感器相关的问题,例如在事件发生期间脱胶或损坏(特别是瞬态和冲击负载),传感器增加了测试组件的质量,噪声和电缆管理。 全场数据 –点选择可以完全忽略!未知节点易于在后处理过程中发现和显示。这意味着无需进行预测试即可确保可靠的结果。 3D结果 –由于VIC-3D HS FFT系统始终在所有三个轴上进行测量,因此不再需要定向多个单轴加速度计或使用昂贵的双轴或三轴加速度计。 集成的应变和位移数据 – 全场应变,变形和形状变量与频率和振幅数据一起自动生成。 没有窗口 –窗口处理被该领域的ODS专家描述为“必不可少的恶魔”。使用HSVA系统时,不使用任何窗口,从而使ODS分析人员确信没有发生泄漏。 使用VIC-3D HS FFT系统,不需要粘合剂,导线,信号分析仪,功率放大器或转换器传感器即可获得详细的ODS结果。测量微小,复杂的结构或非常大尺度的结构的ODS数据比更换一副镜片更加容易。 使用VIC-3D HS FFT系统,不需要粘合剂,导线,信号分析仪,功率放大器或称重传感器即可获得详细的ODS结果。与更换一对镜头相比,获取微小,复杂的结构或非常大的结构的数据更快,更容易。

 

与单点激光测振仪对比。单点激光振动计


3D数据结果 –由于VIC-3D HS FFT系统始终测量X / Y / Z三轴的所有信息,因此测量始终得到的都是3D结果。

测量过程简单  -即使非常非常大的结构也可以在单独瞬态试验中完成测量。摄像机不需要移动或重新定位,即可从采样数据中获取更多数据。

恢复的采集速度  -使用VIC-3D HS FFT系统,振幅不会影响采集时间。甚至在振幅非常大的超大结构上,全场数据采集时间也只需要几秒钟。

综合应变和位移数据  –全场应变,变形和形状变量随频率和振幅数据一起自动生成。

3D结果 –由于VIC-3D HS FFT系统始终在所有三个轴上进行测量,因此每次测试均可获得3D结果。

简单的步骤 –大型结构只能通过一次瞬态测试进行测量。完全不需要移动或重新定位摄像机即可从样品中获取其他数据。

更快的采集 –使用VIC-3D HS FFT系统,幅度不会影响采集时间。即使在振幅非常大的超大型结构上,全场数据采集时间也只需几秒钟。

集成的应变和位移数据 – 全场应变,变形和形状变量与频率和振幅数据一起自动生成。

 

VIC-3D HS FFT系统比单点激光振动计具有更强的稳健性和稳定性。全场3D数据可以非常快速地获取,并且只需很少的设置和测试时间。 单点激光振动计不如VIC-3D HS FFT系统强大。全场3D数据可以非常快速地获取,而设置和测试时间却很少。

 

与扫描式激光测振仪对比。扫描激光振动计


更小的设备尺寸 –用于VIC-3D HS FFT系统的摄像机可安装在分开的三脚架上,这使得该系统非常容易携带。您的3D振动测量系统在实验室间或实验室到现场间的测量转换从未如此简单。

发展中国家的经济投入  –甚至是最昂贵的VIC-3D HS FFT系统也只是3D激光扫描振动计系统价格的一小部分。

恢复的采集速度  –使用VIC-3D HS FFT系统时,振幅不会影响采集时间。甚至在振幅非常大的超大结构上,全场数据采集时间也只需要几秒钟。

综合应变和位移数据  –全场应变,变形和形状变量随频率和振幅数据一起自动生成。

较小的设备 –用于VIC-3D HS FFT系统的摄像机安装在单个三脚架上,这使得该系统非常轻便。将3D振动测量系统从一个实验室移到另一个实验室或移到现场进行测试从未如此简单。

价格更便宜 –即使是最昂贵的VIC-3D HS FFT系统,其价格也仅是3D激光扫描振动计系统价格的一小部分。

更快的采集 –使用VIC-3D HS FFT系统,幅度不会影响采集时间。即使在振幅非常大的超大型结构上,全场数据采集时间也只需几秒钟。

集成的应变和位移数据 – 全场应变,变形和形状变量与频率和振幅数据一起自动生成。

 

激光扫描测振仪可以提供三维振动测量数据,但体积庞大且非常昂贵。类比相同的测量应用,使用VIC-3D HS FFT系统,您可以通过更优惠的价格获得更紧凑的设备。 扫描激光振动计可提供3D测量,但体积庞大且非常昂贵。与使用DIC进行测量相比,您可以期待以更小的价格获得更紧凑的设备。

 

系统特性


可查看、对比、动画、图形化、和提取数据,支持导出数据到FE有限元比较分析

3D全场测量,高频率(支持最高50kHz)下纳米级分辨率的工作变形分析

极高加速度条件下的极低幅度测量

低加速度条件下的高度梯度测量

同时提供全场应变,变形和形变量信息

简单的测量过程,即可获取高精度的结果

友好的用户界面仅是激光振动计系统价格的一小部分

 

VIC-3D HS FFT系统的其他具体应用包括

爆炸试验

关门试验

发动机运转

冲击试验

跌落试验