Vibraatioista

Vibraatioista on kyse, kun kappale tai järjestelmä suorittaa toistuvaa liikettä ympäröivän tasapainopisteen ympärillä. Vibraatiot voidaan jakaa vapaisiin ja pakotettuihin. Vapaat vibraatiot syntyvät, kun järjestelmä on irti ulkoisista voima- vaikutuksista ja se värähtelee luonnollisella taajuudellaan; pakotetut vibraatiot syntyvät ulkoisen, usein jaksollisen voiman vaikutuksesta.

Keskeisiä suureita ovat taajuus f (tai ω = 2πf), amplitudi A ja vaihe φ. Damping eli vaimennus sekä järjestelmän massa ja jäykkyys määrittävät vasteen muodon ja kiihtyvyyden huipun. Dampingin määräämillä parametreilla pyritään hallitsemaan värähtelyn kestoa ja voimakasta vasteesta aiheutuvaa vaaraa.

Rakenteellisissa järjestelmissä vibraatioita analysoidaan normaalien tilojen ja luonnollisten taajuuksien kautta. Resonanssi esiintyy, kun ulkoisen voiman taajuus lähestyy luonnollista taajuutta, mikä voi aiheuttaa suuria vasteita ja vaurioita.

Mittauksissa tarkastellaan sekä ajallista että taajuusperäistä käyttäytymistä. Kiihtyvyys- tai liikemittaukset anturien avulla sekä laser-Doppler-vibometria (LDV) tuottavat dataa. Dataan sovelletaan Fourier-analyysejä, spektrianalyysiä ja muita signaalinkäsittelymenetelmiä.

Vibraatioita hyödynnetään monilla aloilla: rakennusten ja koneiden terveystarkkailu, auto- ja ilmailuteollisuus, akustiikka sekä geotiede. Näiden sovellusten kautta voidaan parantaa turvallisuutta, suorituskykyä ja käyttöikää.