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¿Qué es y para qué sirve un análisis modal?


¿Qué es y para qué sirve un análisis modal?

Por: Héctor Lozano 

 

Se le conoce como análisis modal al estudio de las frecuencias naturales de una estructura, es decir, cómo se comporta una estructura bajo una vibración determinada y así conocer sus propiedades. El objetivo de este estudio es obtener cuál es la frecuencia natural de una pieza, su posible rigidez y amortiguamiento, y cuáles son sus modos de resonancia. Un ejemplo de esto es una puerta de un carro bajo la excitación de un shaker o una bocina.

Esta técnica forma parte de la gama de pruebas Noise, Vibration and Harshness (NVH) y, aunque tiene gran importancia en la industria automotriz, también podemos ver su uso en otras industrias. 

 

¿Para qué sirven estas pruebas?

El análisis modal se emplea para encontrar daños de diseño, corroborar que la operación no se encontrará cerca de la frecuencia natural del cuerpo, y para el cumplimiento de normas y regulaciones de seguridad impuestas por autoridades de la industria (validación de producto). Pues con los resultados de esta prueba podemos predecir el comportamiento que tendrá una estructura en respuesta a la vibración de distintas fuerzas que deducimos pueden actuar sobre ella a medida de su uso.

¿En qué consiste?

Existen distintos formatos y sistemas que se emplean para los análisis modales, sin embargo, actualmente la manera más práctica de realizarse es en el formato MIMO (Multiple-Input, Multiple-Output), el cual emplea múltiples shakers en distintos puntos de la estructura para obtener una respuesta del cuerpo en su totalidad, usando múltiples sensores para obtener toda la información posible.

Normalmente la excitación se emplea de tres diversos modos: Impulsos (picos), banda ancha (efectuando múltiples puntos de la gama de frecuencias) y barrido senoidal.

Los estudios modales suelen usar diversa instrumentación, pero principalmente podemos dividirla en tres clasificaciones:

Sensor/transductor: Es el componente o los componentes que captarán los cambios dinámicos de la estructura. Comúnmente, los más utilizados son los acelerómetros (transductores de vibración) y las celdas de carga (transductores de fuerza). Aunque también pueden usarse vibrómetros láser o cámaras estéreo fotogramétricas.

Adquisidor de datos/Interfaz: Sin mencionar los instrumentos de acondicionamiento de señal, amplificación y cableado, el siguiente factor para la realización de un análisis modal es el adquisidor de datos (DAQ), interfaz o el osciloscopio. Este instrumento convierte las señales analógicas de la cadena de sensor o sensores a digital, con lo que podrá ser usada por el software para distintas aplicaciones.

PC/Software: Por último, es necesario contar con el software necesario para procesar la señal y, con esto, graficarla, programarla y ponerla bajo la lupa para realizar distintos estudios y consideraciones. Existen diversas opciones tanto generales como específicas para análisis modales.

 

Elegir la instrumentación necesaria

 En Grupo CTT somos representantes exclusivos de PCB Piezotronics y The Modal Shop, lo que nos permite tener la capacidad para brindarle la instrumentación que usted necesita para la aplicación de análisis modal. Proveemos acelerómetros, martillos de impacto, shakers de vibración, celdas de carga y toda la electrónica necesaria para garantizar la calidad y los resultados en sus pruebas. 

 

¿Tiene dudas o desea comentarnos algo? Contáctenos, estamos deseando atenderle. 

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