극단적인 응답 스펙트럼

극한응답스펙트럼(ERS)(또는 최대응답스펙트럼(Maximum Response Spectrum))은 주어진 댐핑 비율에 대해 진동에 대한 선형 단일자유도시스템(SDOF) 응답의 최고 피크 값을 제공하는 곡선으로 정의된다.여기서 응답은 지지대와 관련된 이 시스템의 질량의 상대적인 움직임으로 설명됩니다.x축은 상대 변위 충격 응답 스펙트럼과 유사하게 양의 제곱(2µ x 자연 주파수)을 곱한 자연 주파수와 가장 높은 피크까지의 y축을 의미한다.

진동의 심각도는 구조물의 수학적 또는 유한 요소 모델에 대한 응력을 계산하고, 예를 들어 재료의 최종 응력과의 비교를 통해 평가할 수 있다.구조 치수에 사용되는 방법입니다.그러나 일반적으로 문제는 여러 진동의 상대적 심각도(실제 환경에서 측정된 진동, 표준에 대한 측정된 진동, 규격의 확립 등)를 평가하는 것이다.이 비교는 구조물의 훌륭한 모델을 사용하는 경우 수행이 어려울 수 있으며, 특히 치수 규격의 개발 단계에서 항상 이용할 수 있는 것은 아니다.

솔루션은 질량, 스프링 및 댐핑 장치로 이루어진 지지대와 N개의 선형 1자유도 공진기로 구성된 실제 구조의 모델이라고 주장하지 않는 "표준" 기계 시스템에 진동을 가하는 것으로 구성된다.

진동 B보다 SDOF 시스템에서 가장 높은 상대 변위(즉, 가장 높은 응력)를 발생시키는 경우 진동 A는 진동 B보다 더 심한 것으로 간주된다.

ERS는 다음 프로세스를 사용하여 진동 신호로부터 생성됩니다.
1. ERS의 기준이 되는 감쇠비를 선택합니다.
(2) 주어진 고유 주파수(Hz)를 갖는 가상의 단일 자유도 시스템을 가정한다.
3. (시간 기반 시뮬레이션 또는 진동 신호의 전력 스펙트럼 밀도(PSD)를 통해) 해당 진동에 노출되는 동안 SDOF의 질량 요소가 경험하는 가장 높은 순간 상대 변위를 계산한다.이 값에 (2µx 자연진동수)의 제곱을 가상 시스템의 자연진동수에 대해 플롯한다.
4. 다른 고유 주파수 값에 대해서도 2단계와 3단계를 반복합니다.

결과 그래프를 극단 반응 스펙트럼이라고 합니다.

메모

진동은 다음과 같은 여러 프로세스로 인해 기계 시스템을 손상시킬 수 있습니다.

• 특징적인 순간응력 한계(항복응력, 극한응력 등)의 초과
• 다수의 사이클 적용에 따른 피로에 의한 손상.

ERS는 첫 번째 기준에 따라 사용됩니다.두 번째는 피로 손상 스펙트럼(FDS)과 함께 검토한다.

레퍼런스

• Lalanne, C., 기계적 진동 및 충격 분석. 제5권: 사양 개발, 제2판, ISE - Wiley, 2009.