Co to jest wibracja wiązki?
Drgania wiązki to wielkość i kierunek ruchu, który wiązka wykazuje poza miejscem przyłożenia siły lub obszarem mocowania. Współczynniki wibracji obejmują materiał użyty do budowy, długość belki i wielkość przyłożonej siły. Inżynieria budowlana wymaga zastosowania technologii mechanicznej, elektrycznej i komputerowej do przeprowadzania testów wibracji na belkach. Testy te dostarczają inżynierom informacji przed i po budowie mostów, budynków i wież, dotyczących zdolności do wytrzymania stresu związanego z normalnym użytkowaniem, ekstremalnymi warunkami pogodowymi lub drganiami sejsmicznymi.
Stalowa belka może wibrować lub poruszać się z boku na bok, w górę i w dół oraz poziomym ruchem skręcającym. Testy strukturalne zazwyczaj obejmują użycie maszyn, które wykonują ruch wstrząsający w określonym miejscu na konstrukcji. Maszyny te wstrząsają strukturą zarówno przy niskich, jak i wysokich częstotliwościach. Przy użyciu metody wytrząsania struktury poddawane są testom, które wprowadzają jedną częstotliwość na raz lub wiele częstotliwości jednocześnie. Instrumenty przymocowane do belki lub belek rejestrują ilość występujących wibracji.
Testowanie wytrzymałości i trwałości konstrukcji pojedynczej belki można przeprowadzić poprzez zastosowanie siły statycznej gdzieś wzdłuż wolnej lub wspornikowej belki. Analiza wolnej wiązki polega na zawieszeniu wiązki i przyłożeniu siły do dowolnego końca lub dowolnego miejsca wzdłuż poziomej powierzchni. Po usunięciu przyłożonej siły belka powraca do pierwotnego położenia, jednak metal nadal wibruje. Inżynierowie mierzą poziom wibracji wiązki za pomocą przyrządów zwanych czujnikami piezoelektrycznymi. Mniejsze drgania można zmierzyć za pomocą oscyloskopów elektronicznych.
Te narzędzia do monitorowania drgań wiązki zwykle pokazują wielkość ruchu na wykresie. Podobne testy przeprowadzane są na belkach wspornikowych, które zwykle są przymocowane do solidnej konstrukcji na jednym końcu. W niektórych przypadkach wibracje wiązki można zmniejszyć, nakładając cienką warstwę materiału powłokowego, który może zawierać tlenek cynku. Po zastosowaniu testerzy powtarzają proces analizy wiązki, aby określić wartości redukcji ruchu.
Inżynierowie przewidują poziomy drgań wiązki podczas projektowania konstrukcji. Oprogramowanie do projektowania umożliwia architektom tworzenie i modyfikowanie konstrukcji w oparciu o przewidywaną ogólną stabilność. Wartości wytworzone przez te aplikacje można porównać z wartościami uzyskanymi w wyniku rzeczywistych testów istniejących belek i konstrukcji.