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Operating Deflection Shape(ODS)을 이용한 진동 분석
작성일 :  2022-04-07 15:06
이름 :  ITS E-Mail
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ODS(Operating Devection Shape) 분석은 테스트 구조물의 동적 거동을 애니메이션화하여 사용자가 측정 대상의 Dynamic을 이해하는데 편리한 도구 입니다. 용어에서 알 수 있듯이, 작동 조건에서의 구조물의 동적 거동을 시각화 합니다. 이는 측정 대상체의 강제 응답(Forced Response)을 이해하는 데 도움이 됩니다. 진동의 진폭과 위상은 진동의 강도와 분포를 시각화하는 데 도움이 되는 등고선도(Contour Map)으로 애니메이션화 시킬 수 있습니다.

각각의 좌표에서의 변형(Deformation) 및 감쇠(Damping), 강성 변화(Stiffness), 질량(Mass)정보 등을 통해 시험 대상체의 구조적 특성을 개선하는 데 도움이 된다.

크리스탈 인스트루먼트사에서 제공하는 EDM Modal ODS(Operational Devection Shape) 소프트웨어를 사용하면 테스트 대상 구조물의 변형을 더 잘 시각화할 수 있습니다. 시간 영역 데이터 및 스펙트럼 데이터는 지오메트리 모델의 애니메이션 기능을 사용하여 애니메이션화됩니다. EDM Geometry와 통합된 기능으로 모든 종류의 EDM Modal 테스트 및 분석에 사용할 수 있습니다.

시간 영역의 ODS는 구조의 모든 모드로 구성된 변형을 애니메이션화합니다.

 

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Frequency Based ODS

이 실험의 경우, 테스트 구조물의 지오메트리 모델은 EDM Modal 소프트웨어를 사용하여 생성됩니다.

대상체에 힘을 가하기 위해서는 모달 셰이커 또는 임팩트 햄머를 사용하여 대상체를 가진시키는 데에 사용하며 모든 측정 지점을 단축 가속도센서를 이동하면서 데이터를 취득 하거나 반대로 응답점을 고정 시키고 가진 지점을 이동하면서 측정할 수 도 있습니다.

 

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Modal Shaker를 이용한 가진

 

 

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임팩트 햄머(Impact Hammer)를 이용한 가진

 

이 모달 테스트에는 1.28 kHz의 샘플링 속도로 수행하였습니다. 블록 크기는 4096으로 선택하였고 이러한 설정을 사용하면 0.3125Hz의 주파수 분해능이 생성됩니다. 정확도가 높고 노이즈가 줄어든 측정은 각 측정 DOF에서 28개의 데이터 블록을 선형 평균화하여 얻을 수 있습니다.

모달 셰이커 테스트 실행 후, 서로 다른 프로세스로 주파수 응답함수(FRF)가 처리되어 ODS 데이터를 검증할 수 있습니다. EDM의 데이터베이스 구조를 통해 사용자가 데이터를 쉽게 탐색하고 선택할 수 있습니다. 또한 지오메트리 모델을 사용하여 선택한 데이터를 애니메이션화할 수 있습니다. 사용자는 시간 영역 또는 주파수 영역의 진동 패턴을 .avi 또는 .gif 비디오 파일에 저장할 수 있습니다. 특정 순간의 변형은 영상 파일에 저장할 수 있습니다.

다음 스크린샷에서는 FRF ODS 애니메이션을 보여 줍니다.

마우스를 사용하여 원하는 위치(예: 이 경우 주파수)로 커서를 이동할 수 있습니다.

 

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FRF ODS

 

사용자는 시그널 그래프 위에 있는 재생 버튼을 클릭하여 ODS 애니메이션을 시작할 수 있습니다. 다시 클릭하면 애니메이션이 일시 중지됩니다. 앞으로 및 뒤로 버튼이 데이터 지점으로 앞으로 또는 뒤로 이동합니다. 정지 버튼을 누르면 현재 커서가 처음으로 돌아갑니다. 지오메트리 디스플레이 버튼 외에도 진폭 증가 및 감소 버튼도 사용할 수 있습니다.

특정 주파수 거주, 후방 스위프, 다른 스위프 속도(슬라이더 바), 다른 애니메이션 속도(슬라이더 바), 정규화 모드와 같은 작업을 사용할 수 있습니다. 정규화 모드를 사용하면 자연 주파수 이외의 주파수에서 FRF의 낮은 진폭에서 ODS의 증폭된 움직임을 관찰할 수 있습니다. 이 기능은 구조물의 모드 간 전환을 명확하게 보여 줍니다. 사용자는 가로축과 세로축을 편집하여 화면표시 스타일, 축 축척 등을 변경할 수 있습니다. 왼쪽 아래에 있는 텍스트는 스윕 커서가 모드에 접근했다가 종료될 때 사용자에게 알려줍니다.

다음 애니메이션은 강체 모드와 유연지지 모드에서의 ODS를 나타냅니다.

이러한 애니메이션은 첫 번째 벤딩 모드(Bending Mode)가 비틀림 모드로 점차 전환되는 방식을 이해하는 데 도움이 됩니다.

 

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강체지지 모드에서의 ODS(Rigid Body Mode ODS)

 

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유연지지 모드에서의 ODS(Flexible Body Mode ODS)

 

이 ODS(Operating Devection Shape) 분석을 위해 다음과 같은 다채널 소음 진동 분석장비가 요구 됩니다.

 

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Operating Deflection Shape(ODS) 분석에 필요한 소음진동 분석장비


 

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Operating Deflection Shape(ODS) 분석에 필요한 소음진동 분석장비(Spider-20)


 

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Operating Deflection Shape(ODS) 분석에 필요한 소음진동 분석장비(CoCo-80X)

 


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