Caracterização de um ensaio de análise modal recorrendo a leitura sem contacto

Abstract

Ao longo das últimas décadas, a preocupação com os efeitos das vibrações nos mais diversos tipos de estruturas tem vindo a aumentar. Ao longo deste tempo, para combater os efeitos indesejados das vibrações, tem sido desenvolvidos novos métodos e técnicas que ajudam a prever o comportamento dinâmico das estruturas, permitindo que se diminua os efeitos por estas causado. É neste contexto que se insere o desenvolvimento deste trabalho. Ao longo deste documento pretende-se desenvolver o estudo sobre um equipamento utilizado para a medição de vibrações, o vibrómetro laser. O objetivo deste trabalho foi realizar e caracterizar um ensaio experimental de análise modal com a utilização do vibrómetro laser. É também pretendido a exploração da funcionalidade diferencial do laser, a qual permite obter leituras diferencias entre dois objetos diferentes. Para tal utilizaram-se um conjunto de três placas metálicas, todas com características dinâmicas diferentes, essencialmente para validar a funcionalidade diferencial do laser. Inicialmente os três componentes foram analisados numericamente para posterior comparação com os resultados experimentais. Após a obtenção das soluções numéricas, realizaram-se ensaios experimentais para validar os resultados numéricos e assim avaliar as funcionalidades do equipamento laser. Para avaliar a funcionalidade diferencial do laser, os componentes foram montados uns nos outros e foram utilizadas várias variações no posicionamento dos sensores laser. Por fim, como os resultados não eram conclusivos, foram desenvolvidos novas metodologias utilizando excitadores eletrodinâmicos. A principal conclusão que se pode retirar da utilização do vibrómetro laser na medição de vibrações é que é um equipamento que permite a medição de vibrações de uma forma rápida e que, a sua utilização, não influência os dados obtidos pois é uma técnica não intrusiva. Em relação à funcionalidade diferencial não foi possível retirar nenhuma conclusão pois os dados obtidos da sua utilização não eram conclusivos.

Over the past decades the concern with vibration problems has increased. Throughout this time new methods have been developed to help in the prediction of the dynamic behaviour of structures and decreasing the effects caused by these. It is in this context that this presente work have been developed. Throughout this document is intended to develop the study of a equipment use for measuring mechanical vibrations, the LDV (Laser Doppler Vibrometer). The aim of this study was to characterize an modal analysis test using the LDV. It was also important exploit the differential feature of laser, which allows obtaining differential readings between two diferente objects. For this we used a set of three metal plates, each other with different dynamic characteristics, essentially to test the differential feature of LDV. Initially the three components were numerically analyzed to be compared with the experimental results. After obtaining the numerical solutions, were carried out experimental tests to validate the numerical results and thus evaluate the laser equipment features. To assess the differential functionality of the laser, the components were assembled each other and have been used many variations in the positioning of the laser sensor heads. As the results were not conclusive, it was necessary the development of new methodologies using electrodynamic shakers. The main conclusion that can be drawn from the use of LDV in vibration measurement is that the LDV allows measurement of vibration ina quick way and its use does not influence the data measured since it’s a non-intrusive technique. Regarding the differential function was not possible to draw any conclusions because the data obtained from it was not conclusive to evaluate it correctly.