IEEE 344 보완 SRS 분석

고전적인 충격 펄스는 진동을 시간의 함수로 나타냅니다. 이는 종종 실제 일시적인 이벤트를 단순화하여 표현한 것입니다.

시험 항목의 반응을 더 잘 평가하기 위해 엔지니어는 다양한 주파수에 걸쳐 일련의 단일 자유도 시스템의 최대 응답을 특성화하는 충격 응답 스펙트럼(SRS)을 사용합니다.

SRS 시험 프로필은 주파수의 함수로 정의되며 결과 데이터는 주파수에 대해 표시됩니다. SRS 플롯은 입력 신호의 주파수 내용이나 에너지 분포를 나타내는 대신 서로 다른 주파수의 시스템에서 경험할 수 있는 피크 응답을 보여줍니다.

SRS는 시간 기록을 최대 응답으로 줄이기 때문에 엔지니어는 합성된 입력이 실제 이벤트를 적절하게 나타내는지 확인하기 위해 추가 분석을 통해 SRS 시험 데이터를 보완하는 경우가 많습니다.

SRS 플롯

복잡한 충격을 분석할 때 엔지니어는 평균보다는 각 주파수 빈의 최대 가속도에 관심이 있습니다. 최고값은 잠재적인 손상을 나타내는 반면, 평균값은 잠재적인 문제를 숨길 수 있습니다.

충격 응답 스펙트럼은 시스템이 각 고유 주파수에서 경험할 수 있는 최대 가속도를 보여줍니다. 기계 시스템이 충격에 반응하는 방식에 맞춰 최대 응답의 크기를 표시합니다. 그러나 위상과 같은 다른 정보를 보존하지 않기 때문에 동일한 SRS 또는 유사한 스펙트럼에서 다양한 펄스가 발생할 수 있습니다.

엔지니어는 SRS를 사용하여 충격이 물리적 시스템에 미치는 영향을 가장 잘 시각화할 수 있습니다. 이들은 주파수의 함수로 구성 요소나 시스템의 최대 동적 부하를 결정하고 이를 입력 응답을 기반으로 한 손상 가능성과 연관시킬 수 있습니다. SRS 응답이 원래 펄스를 생성할 수는 없지만 엔지니어는 보충 SRS 분석을 사용하여 과도 이벤트를 반영하는지 확인할 수 있습니다.

보충 SRS 분석

SRS 변환은 다대일입니다. 즉, 다양한 파형이 진폭, 지속 시간 및 주파수 콘텐츠 측면에서 동일한 SRS를 생성할 수 있음을 의미합니다. 펄스가 실제 이벤트를 나타내는지 확인하려면 보충 분석이 필요합니다.

IEEE/IEC 60980-344 – 원자력 시설 – 안전에 중요한 장비 – 지진 자격은 이러한 유형의 분석에 대해 여러 매개변수를 인용합니다.

• 코히어런스
• 상관관계
• 정상성
• ZPA 측정
• 피크 스트레스 사이클 계산

코히어런스

지진의 움직임은 진원지로부터 멀리 떨어진 곳에서 측정할 때 통계적으로 독립적입니다. 인위적으로 생성된 시간 기록은 비슷한 정도의 통계적 독립성을 가져야 합니다. 코히어런스 및 상관관계 기능은 통계적 독립성을 검증합니다.

코히어런스는 두 신호 간의 관계를 조사합니다. 코히어런스 그래프는 응답 신호가 주파수 영역 전체의 구동 신호와 관련되어 있는지 확인합니다. 코히어런스 값은 0과 1 사이입니다. 완벽하게 독립적인 신호는 0의 값을 생성하고 완벽하게 종속적인 신호는 +1.0의 값을 생성합니다.

IEEE 344에 정의된 코히어런스에는 0.5보다 작은 값이 필요합니다. IEEE 344는 클래스 1E 장비가 지진 발생 중에 성능을 발휘할 수 있음을 입증하는 절차를 정의합니다.

정상성

IEEE 344는 부록 B에서 정상성을 정의합니다. 정상성은 파형의 주파수 콘텐츠와 모든 진동 모드의 일관된 흥분(에너지의 균일한 존재)을 유지합니다.

시험 엔지니어는 주파수 성분과 정상성을 사용하여 지진 현상을 나타내는 파형을 생성합니다. 주파수 성분은 전력 스펙트럼 밀도(PSD) 함수의 형태입니다. 입력 파형은 시간이 지남에 따라 통계적으로 일정해야 하며 이는 워터폴 PSD를 통해 달성할 수 있습니다. 엔지니어는 폭포 PSD의 균일성을 평가하고 이를 기록된 이벤트와 비교합니다.

편극 활동 영역(ZPA) 측정

IEEE 344는 부록 A에서 ZPA를 정의합니다. 제로 주기 가속은 응답 스펙트럼의 증폭되지 않은 고주파수 부분의 가속도 수준입니다. 이는 응답 스펙트럼이 도출되는 시간-이력 파형의 최대 피크 가속도에 해당합니다. 영주기 가속도는 최대 가속도라고도 합니다.

ZPA 측정은 시험 응답 스펙트럼(TRS)이 필요한 응답 스펙트럼(RRS)을 포함하는지 확인합니다. TRS의 ZPA는 RRS 증폭 영역 내의 주파수만 고려해야 합니다.

TRS가 고주파수 존재를 나타내는 경우 엔지니어는 RRS 차단 주파수보다 높은 저역 통과 필터링을 구현하여 실제 ZPA 값을 표시할 수 있습니다.

모든 가진기 테이블에는 파형 왜곡이 발생합니다. 실제 제로 기간 가속도는 차단 주파수에서의 필터링을 통해서만 측정할 수 있습니다. 필터는 정확하고 관련성이 높은 시간 영역 데이터 수집을 지원합니다. 이는 진탕기의 기계적 움직임을 제한하는 데이터가 올바른지 확인합니다.

피크 스트레스 사이클 계산

IEEE 344는 부록 D의 피크 스트레스 주기를 정의합니다. 피크 스트레스 주기는 등가 전체 진폭 주기를 계산하고 파형 동작이 주파수 내용 및 지속 시간과 일치하도록 보장합니다.

시험 기간만으로는 저주기 피로 성능과 관련된 적절한 장비 응답을 보장하기에 충분하지 않을 수 있습니다. 보수적인 지진 시험에서는 장비에서 특정 양의 강한 모션-응답 주기를 생성하는 입력이 필요합니다. 응력 사이클 계산 기능이 이를 확인합니다.