Izolator wibracji może podtrzymywać ciężar sprzętu, a mimo to być niedopasowany do zastosowania.Powód często staje się jasny na krzywej obciążenie-odkształcenie. Zamiast pokazywać tylko maksymalne obciążenie, krzywa pokazuje, gdzie izolator będzie działał po instalacji, jak daleko odkształca się pod wpływem ciężaru statycznego i ile ruchu pozostaje na wibracje lub wstrząsy.

Dla inżynierów dobierających mocowanie, najprzydatniejsze informacje nie znajdują się na końcu krzywej. Znajdują się one w okolicach rzeczywistego punktu pracy.

Co pokazuje krzywa obciążenie-odkształcenie?

Krzywa obciążenie-odkształcenie wiąże przyłożone obciążenie z przemieszczeniem izolatora.

Dla idealnej sprężyny liniowej:

F = kδ

gdzie F to siła, k to sztywność, a δ to odkształcenie.

Rzeczywiste izolatory wibracji nie zawsze są liniowe. Gumowe mocowania mogą stawać się coraz sztywniejsze w miarę wzrostu kompresji. W izolatorach z liny stalowej geometria liny zmienia się w miarę odkształcania się pętli, podczas gdy interakcja między poszczególnymi drutami przyczynia się do nieliniowej odpowiedzi.

Dlatego pojedyncza wartość sztywności nie zawsze opisuje cały zakres pracy.

Najpierw znajdź punkt pracy

Rozważmy szafę elektroniczną o masie 100 kg podpartą przez cztery równomiernie obciążone izolatory:

100 kg ÷ 4 = 25 kg na izolator

Zlokalizuj 25 kg na osi obciążenia i znajdź, gdzie przecina się ona z krzywą. Odpowiadające mu przemieszczenie jest przybliżonym odkształceniem statycznym, a punkt przecięcia jest punktem pracy.

Jednakże, równomiernego obciążenia nie należy zakładać, gdy transformator, silnik, akumulator lub inny ciężki element przesuwa środek ciężkości. Istniejący przewodnik HOAN do obliczania obciążenia pokazuje, jak przesunięty środek ciężkości może powodować znacząco różne reakcje na poszczególnych podporach.

Z tego powodu ciężar sprzętu podzielony przez liczbę mocowań jest punktem wyjścia, a nie zawsze ostatecznym obciążeniem używanym do wyboru.

Odczytaj sztywność wokół punktu pracy

Lokalne nachylenie krzywej wskazuje na efektywną sztywność:

k ≈ ΔF / Δδ

Bardziej strome nachylenie oznacza, że do wywołania dodatkowego ruchu potrzeba większej siły. Bardziej płaskie nachylenie oznacza większe przemieszczenie przy tym samym wzroście siły.

Ma to znaczenie, ponieważ sztywność wpływa na częstotliwość naturalną izolowanego systemu:

fₙ = (1 / 2π) √(k / m)

Dla izolatora nieliniowego inżynierowie powinni zatem zwracać uwagę na krzywą wokół rzeczywistego obszaru pracy, zamiast zakładać, że jedna wartość sztywności ma zastosowanie wszędzie.

Sprawdź pozostały ruch dynamiczny

Odkształcenie statyczne wykorzystuje część dostępnego ruchu izolatora, zanim sprzęt zacznie działać.

Przydatnym wstępnym sprawdzeniem jest:

Pozostały ruch ≈ δmax − δstatic

Nie jest to zamiennik analizy wstrząsów lub dynamiki. Pokazuje jedynie, ile fizycznego ruchu pozostaje poza statycznym punktem pracy.

Rozważmy szafę elektroniczną zamontowaną w pojeździe. Jej ciężar najpierw określa odkształcenie statyczne. Gdy pojazd przejeżdża przez nierówną nawierzchnię drogi, potrzebny jest dodatkowy ruch, aby pomieścić przejściowe obciążenie.

Jeśli punkt pracy jest już blisko końca dostępnego ruchu, izolator może mieć mało miejsca na ten ruch.

Dlatego maksymalna nośność nie powinna być automatycznie traktowana jako preferowany punkt pracy.

Co mówi pętla histerezy?

Gdy naniesione są zarówno ścieżki ładowania, jak i rozładowania, izolator z liny stalowej może wykazywać różne ścieżki siły-odkształcenia.

W miarę odkształcania się pętli liny, w strukturze liny stalowej występują względne ruchy i tarcie. Ścieżka rozładowania może zatem nie pokrywać się dokładnie ze ścieżką ładowania.

Wynikiem jest pętla histerezy.

Obszar zamknięty pętlą reprezentuje energię mechaniczną rozproszoną podczas danego cyklu ładowania.

Jest to ważna cecha izolatorów z liny stalowej, ponieważ ich konstrukcja zapewnia zarówno działanie sprężyste, jak i tłumienie oparte na tarciu. Jednak pętla histerezy zmierzona w jednym warunku testowym nie powinna być używana do twierdzenia o uniwersalnym współczynniku tłumienia dla każdego obciążenia lub amplitudy przemieszczenia.

Sprawdź kierunek obciążenia przed użyciem krzywej

Krzywa musi również odpowiadać sposobowi, w jaki izolator faktycznie przenosi obciążenie.

Obciążenie ściskające i ścinające może powodować różne sztywności, odkształcenia i dostępny ruch. Obracanie izolatora nie zmienia ciężaru sprzętu, ale zmienia sposób odkształcania się jego struktury.

Dlatego krzywa ściskająca nie powinna być automatycznie używana do instalacji ścinającej.

Jest to szczególnie ważne, gdy układ mocowania jest zmieniany późno w projekcie w celu rozwiązania problemu przestrzeni. Układ śrub może nadal pasować, podczas gdy oryginalne dane obciążenie-odkształcenie nie odzwierciedlają już rzeczywistego kierunku pracy.

Użyj krzywej jako części wyboru

Krzywa obciążenie-odkształcenie jest najbardziej użyteczna, gdy jest powiązana z rzeczywistą instalacją.

Do wstępnego wyboru, Xi'an Hoan Microwave Co., Ltd. zaleca sprawdzenie:

Ciężar sprzętu + Liczba izolatorów + Układ mocowania + Częstotliwość wibracji/RPM + Orientacja mocowania + Wymagania dotyczące wstrząsów + Dostępna przestrzeń instalacyjna

W przypadku nierównomiernego lub ograniczonego przestrzeni sprzętu, plik CAD, STEP lub rysunek montażowy może pomóc określić rzeczywisty rozkład obciążenia i kierunek pracy.

Potrzebujesz sprawdzenia krzywej obciążenie-odkształcenie dla Twojego zastosowania?
Wyślij parametry swojego sprzętu i rysunek instalacyjny do HOAN w celu doboru modelu.

FAQ

Co to jest punkt pracy na krzywej obciążenie-odkształcenie?

Jest to punkt odpowiadający obciążeniu przenoszonemu przez izolator po instalacji. Wskazuje przybliżone odkształcenie statyczne i normalny obszar pracy.

Czy maksymalne obciążenie statyczne jest najlepszym punktem pracy?

Niekoniecznie. Należy również sprawdzić pozostały ruch, efektywną sztywność i wymagania dynamiczne.

Czy krzywa ściskająca może być używana do obciążenia ścinającego?

Nie automatycznie. Ściskanie i ścinanie mogą mieć różne charakterystyki sztywności i przemieszczenia, dlatego należy używać danych dla zamierzonego kierunku obciążenia.