Sine-on-Random 진동시험

최종 사용 환경을 나타내는 진동 시험 프로필을 개발하는 것은 제품 설계를 평가할 때 매우 중요합니다. 많은 환경에는 정현파 진동과 불규칙 진동이 모두 포함되어 있으며 이러한 혼합 모드 환경에서는 적절한 시험을 개발할 때 특별한 주의가 필요합니다.

예를 들어, 회전 부품이 있는 제품은 정현파 및 랜덤 진동에 노출될 가능성이 높습니다. 주요 정현파 진동은 회전 부품에서 발생하고 불규칙 진동은 엔진이나 기타 진동 구성 요소에서 발생합니다.

아래 FFT 분석에서 엔진 기록은 RPM과 상관 관계가 있는 지배적인 협대역 스파이크를 보여줍니다.

두 가지 진동 유형 모두 잠재적으로 성능에 영향을 미칠 경우 제품 시험과 관련이 있습니다. 따라서 이러한 환경을 나타내는 시험 프로필에는 사인 진동과 불규칙 진동이 모두 포함되어야 합니다.

진동 시험에서는 랜덤 시험이 표준이지만 혼합 모드 환경을 복제하는 데는 적합하지 않습니다. 대신 엔지니어는 기록된 데이터를 사용하여 SoR(Sine-on-랜덤) 시험 프로필을 개발할 수 있습니다. 아래에서는 회전 부품이 있는 장치를 고려하여 두 가지 시험 방법을 모두 설명합니다.

정현파 진동과 FDS

이 과정에서 설명한 것처럼 엔지니어는 FDS를 사용하여 기록된 데이터에서 가속 랜덤 진동 시험 프로필을 생성합니다. 환경에 랜덤 진동만 포함된 경우 FDS는 빗물 흐름 알고리즘과 주기 계산을 사용하여 원래 환경과 동일한 손상에 해당하는 전력 스펙트럼 밀도(PSD)를 생성할 수 있습니다.

랜덤 전용 환경의 경우 FDS는 가속 랜덤 시험 프로필을 생성하기 위한 신뢰할 수 있는 옵션입니다. 랜덤 진동 시험은 실제 진동을 대표합니다. 그러나 랜덤 시험을 사용하여 정현파 톤이 지배적인 환경의 진동을 재현할 수는 없습니다.

FDS 알고리즘의 한계

FDS는 비가우시안 랜덤 진동을 설명하지만 알고리즘은 사인파 진동과 호환되지 않습니다. FDS 분석에서는 입력 데이터가 랜덤라고 가정합니다. 정현파 진동을 복제하는 데 사용하면 정현파 주파수에서 랜덤 여기가 생성되어 부정확한 시험 프로필이 발생합니다.

시험 프로필은 실제 진동을 최대한 정확하게 나타내야 합니다. 정현파 진동으로 인해 초기 시험 중에 오류가 발생하는 경우 오류를 재현하기 위해 정확한 사인 톤을 시험 프로필에 포함해야 합니다. 그렇지 않으면 시험 엔지니어가 실패 원인을 파악하는 데 어려움을 겪게 됩니다.

SoR 시험 생성

SoR 시험 생성은 기록된 데이터를 사용하여 혼합 모드 환경의 진동을 재현하는 데 더 적합합니다. 정현파 및 랜덤 진동은 별도로 처리된 다음 결합되어 랜덤 배경에 사인파가 겹쳐진 혼합 모드 시험이 이루어집니다.

SoR 시험을 생성하려면 두 진동 유형 모두에 대해 올바른 시험 가속 방법을 사용해야 합니다. 결과는 원래 환경을 반영하는 가속 진동 시험입니다.

STAG 미리보기

시험 업계에는 SoR 시험 개발에 대한 표준 방법이 없으며 별도의 사인 및 랜덤 가속 시험 프로필을 수동으로 생성하는 프로세스는 시간이 많이 걸리고 오류가 발생하기 쉽습니다.

진동시험 기술 과정는 회전 부품이 있는 제품에 대한 SoR 시험 개발을 위한 정확하고 효율적인 옵션으로 STAG(사인 추적, 분석 및 생성) 도구를 개발했습니다. 다음 강의에서는 STAG를 사용한 SoR 시험 개발 프로세스를 안내합니다.