Častým dotazem na školeních je: "Jaký je rozdíl mezi modální analýzou a provozními tvary kmitů (PTK)?" Nejprve zmíním co mají tyto metody společného. Jedná se o pokročilé metody technické diagnostiky, které umožňují vytvoření modelu reprezentujícího měřený objekt. Tento model je po naplnění daty možné vizualizovat a využít tak názorné zobrazení řešené problematiky. Výsledné pohyby na monitoru jsou pro názornost výrazně zpomaleny se zvětšenou amplitudou.

Začátek práce na úloze modální analýzy nebo PTK je tedy stejný a je jím vytvoření vhodného modelu, který popisuje měřený objekt. Co je ale zásadně jiné, je způsob buzení objektu.

Modální analýza je měřením odezvy na známé buzení. To znamená, že akcelerometry na měřeném objektu měří reakci na buzení, které do objektu vneseme a které přesně známe, protože jsou měřeny. Tuto dynamickou sílu lze do objektu vnést rázovým kladívkem nebo s použitím budiče. Výsledkem jsou pak odezvy soustavy na vlastních frekvencích (vlastnost soustavy) a k nim příslušející tvary kmitů reprezentující pohyby měřeného objektu na dané vlastní frekvenci.

Na vedlejším obrázku je v horní části zobrazen jeden z výsledků modální analýzy. Jeden modální tvar měřeného objektu. Výsledkem je, že na této frekvenci dochází vlivem vlastní frekvence k ohybovému namáhání horní části tělesa. Na konstruktérovi je nyní, aby tomuto ohybu zabránil nebo aby jej minimalizoval. Doporučit lze vyztužení nosníku horní části nebo změnu hmotnosti z důvodu posunutí dané vlastní frekvence.

Provozní tvary kmitů jsou, jak z názvy vyplývá, čistě provozní metodou a při této metodě není nutné znát budící síly. Těleso je totiž během svého běžného chodu samo buzeno a my provádíme pouze měření odezvy na neznámé buzení, které ale přesto existuje a způsobuje na měřeném objektu nějaký problém. Tato metoda nevyžaduje žádné provozní omezení (stroj může zůstat v průběhu měření stále v chodu). 

Výsledkem není přímo animace pohybu, ale z animace je nutné identifikovat dané poškození například nevyváženost, nesouosost nebo uvolnění. Na vedlejším obrázku je ve spodní části zobrazen jeden z výsledků provozních tvarů kmitů. Jedná se o rám, který se vlivem provozního zatížení deformuje. Nejedná se o vlastní frekvenci, ale o animaci na jedné z provozních (budících) frekvencí. Pro eliminaci těchto deformací bude nutné provést vyztužení přední a zadní části rámu nebo změnu uložení tělesa, které je na něm uloženo. Střední část rámu, která je lépe vyztužena se deformuje výrazně méně. 

V případě, že je daná budicí frekvence shodná s vlastní frekvencí, jedná se o rezonanci a výsledný pohyb tělesa bude ovlivněn i daným tvarem kmitu na vlastní frekvenci.

O výhodách vizualizací diagnostických problémů se více dočtete na samostatné stránce VIZUALIZACE.

_{vytvořeno: listopad 2017}