Kaj je vibracija žarka?

Vibracija žarka je količina in smer gibanja, ki ju izkazuje žarek stran od točke uporabljene sile ali območja pritrditve. Faktorji vibracij vključujejo material, uporabljen za gradnjo, dolžino nosilca in količino uporabljene sile. Konstrukcijski inženiring zahteva uporabo mehanske, električne in računalniške tehnologije za izvajanje vibracijskih preskušanj na nosilcih. Ti testi zagotavljajo inženirjem informacije pred in po gradnji mostov, zgradb in stolpov o zmogljivosti, da prenesejo obremenitve običajne uporabe, ekstremne vremenske razmere ali potresne vibracije.

Jekleni žarek lahko vibrira ali se premika od strani do strani, navzgor in navzdol ter v vodoravnem zasučnem gibanju. Preskušanje konstrukcije na splošno vključuje uporabo strojev, ki izvajajo tresenje na določeno mesto na konstrukciji. Ti stroji stresajo strukturo tako pri nizkih kot pri visokih frekvencah. Z uporabo metode shakerja se strukture testirajo, ki uvaja eno frekvenco naenkrat ali več frekvenc hkrati. Instrumenti, pritrjeni na žarek ali žarke, beležijo količino vibracij, ki se pojavijo.

Preizkušanje trdnosti in vzdržljivosti konstrukcije z enim nosilcem se lahko izvede z uporabo statične sile nekje vzdolž prostega ali konzolnega nosilca. Analiza prostega žarka vključuje obešanje žarka in uporabo sile na katerem koli koncu ali kjer koli vzdolž vodoravne površine. Po odstranitvi uporabljene sile se žarek vrne v prvotni položaj, vendar kovina še naprej vibrira. Inženirji merijo količino tresljajev žarka z instrumenti, znanimi kot piezoelektrični senzorji. Manjše vibracije je mogoče meriti z elektronskimi osciloskopi.

Ta orodja za spremljanje tresljajev žarka običajno prikazujejo količino gibanja na grafu. Podobni preizkusi se izvajajo na konzolnih nosilcih, ki so običajno na enem koncu pritrjeni na trdno konstrukcijo. V nekaterih primerih je mogoče vibracije žarka zmanjšati z nanosom tankega filma premaznega materiala, ki lahko vključuje cinkov oksid. Po uporabi preizkuševalci ponovijo postopek analize žarka, da določijo vrednosti zmanjšanja gibanja.

Inženirji med načrtovanjem konstrukcij napovedujejo ravni vibracij žarka. Programska oprema za načrtovanje omogoča arhitektom ustvarjanje in spreminjanje struktur na podlagi predvidene splošne stabilnosti. Te vrednosti, ki jih ustvarijo te programske aplikacije, je mogoče primerjati s predvidenimi vrednostmi, proizvedenimi z dejanskim testiranjem na obstoječih nosilcih in konstrukcijah.