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振動的應用

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什麼是振動

一般提到振動我們較容易聯想到的像是地震時、坐車時的搖晃感,或是手機響起時的振動感,然而其實振動比你想像的與我們更密切,並且存在於生活中許多產品當中。

 

振動基本觀念

  • 振動係指物體以其平衡點位置為中心所做的往復運動
  • 可以是單一頻率、少數個頻率、許多個頻率所組合而成
  • 可以是週期性(periodic)或是非週期性的(shock)
  • 線性振動/扭轉振動(torsion vibration)
  • 頻率(frequency):每秒產生運動循環的次數(Hz)
  • 振幅(amplitude):振動大小且可用來決定機器操作或環境狀況的指標
  • 相位(phase):波上任一點之前進量

 

振動的應用

一、舒適度測試

當我們上了一台車我們會很在意行進間的路感,是否有明顯噪音,在車輛測試中NVH就是很重要的一個測試項目,全名為Noise、Vibration、Harshness,分別代表噪音、振動以及粗糙度。

便是透過振動跟噪音測試,以提升乘坐品質,改善車子性能。另外振動也可以應用在車輛撞擊測試,確認車子整體的安全性。

 

 

二、可靠度測試

如何確保產品在運輸或是使用過程中不會損壞,可靠度測試極為相當重要的一環,可靠度測試是模擬一連串振動現象,測試產品在壽命周期中,是否能承受運輸或使用過程的振動環境的考驗,也能確定產品設計和功能的要求標準。並可透過測試提前將不良品在出廠前篩檢出來,並且分析進而改善優化為更高品質的產品

 

三、結構測試

共振頻率又稱為自然頻率,由於每個物體都有期自然頻率,當外部振動等於或接近物體自然頻率時,能量便會疊加產生大幅度的振動,善用共振的應用像是樂器,吉他音箱,但如果是橋樑或是產品結構的話則需要在設計時特別注意,使其自然頻率點避開操作時會遇到的外部頻率,如此才可大大提升產品可靠度。

另外也可透過振動模態測試(Modal test),了解產品結構在自然頻率下產生的振型以及節點,以更精確調整改善結構弱點

 

 

四、轉動設備預知保養

預知保養又稱作預測性維護,目的持續監測設備狀態,在最合適的時刻維修,避免非預期的損壞及停機,增加產能流暢性,進而降低維護成本。

而振動監測優勢在於,除了透過振動量增加知道設備異常以外,由於轉動設備中的元件有其特徵頻率,因此可透過頻譜分析了解損壞元件,達到更精準的診斷並可對後續設備使用方式做優化。