เนื่องจากโครงสร้างต่างๆ หรือวัสดุใดๆ ต่างก็จะแสดงพฤติกรรมตอบสนองต่อความสั่นสะเทือนออกมาในสามรูปแบบคือ
- ความถี่ธรรมชาติ (Natural Frequencies)
- ค่าการหน่วง (Damping)
- รูปร่างการสั่น (Mode shapes)
ทั้งสามตัวแปรนี้เป็นตัวบ่งบอกถึงปัญหาของโครงสร้างนั้นๆ ว่าจะแสดงอาการอย่างไรมากน้อยแค่ไหนกับความถี่ของแรงกระทำที่เกิดจากเครื่องจักรที่ติดตั้งอยู่หรือแรงกระทำที่เกิดจากการใช้งานตามปกติ และจำเป็นจะต้องแก้ไขอย่างไร
การทดสอบนี้ใช้ตัวสร้างแรงที่ต่อกับหัววัดแรงกระตุ้นโครงสร้างที่ถูกทดสอบที่ติดตั้งหัววัดความสั่นสะเทือนไว้ หัววัดทั้งหมดต่อเข้ากับ FFT Analyzer ซึ่งสำหรับ Bruuel & Kjaer จะใช้เครื่อง PULSE เช่นเดียวกับการวิเคราะห์เครื่องจักรข้างต้น ส่วนตัวสร้างแรงอาจเป็น Shaker หรือ Impact hammer ก็ได้ ผลการวัด Frequency Response Function (FRF) ที่ได้จากเครื่องวิเคราะห์จะถูกส่งต่อไปยังซอฟต์แวร์ต่างๆ ต่อไป
ชุดทดสอบคุณสมบัติทาง Vibration ของวัสดุ และโครงสร้างต่างๆ จาก Bruuel & Kjaer นั้นสามารถวิเคราะห์รูปร่างการสั่นที่ความถี่ต่างๆ ได้ง่ายและรวดเร็ว ระบบสามารถเริ่มต้นที่จำนวนหัววัดน้อยๆ เพื่องบประมาณจัดตั้งต่ำๆ และขยายระบบในอนาคตได้ภายหลัง มีซอฟต์แวร์ post processing รองรับอย่างกว้างขวาง เหมาะสำหรับห้องทดสอบที่ต้องการ Validation vibration property ของชิ้นส่วนต่างๆ กับ Model ที่ออกแบบไว้ใน finite element software
เครื่องสร้างแรงกระตุ้นโครงสร้าง
ปกติในโครงสร้างขนาดเล็กนิยมใช้ Impact Hammer เป็นตัวสร้างแรงกระตุ้น ซึ่ง Bruel & Kjaer มี Hammer ให้เลือกหลายรุ่น ขนาดตั้งแต่ 1.6 กรัม สำหรับชิ้นส่วนเล็กๆ เช่น ฮาร์ดดิสก์ ไปจนถึง 5.4 กิโลกรัม สำหรับวัตถุขนาดใหญ่
อีกวิธีหนึ่งคือใช้เครื่องสร้างแรงสั่นสะเทือนหรือ SHAKER ต่อเข้ากับโครงสร้างที่จะทดสอบ Bruel & Kjaer ก็มีตั้งแต่ขนาดเล็ก 9N ไปจนถึงขนาดใหญ่ 245kN ให้เลือกใช้ตามขนาดของวัตถุที่ทดสอบ
หัววัดความสั่นสะเทือนแบบต่างๆ
นอกจาก accelerometer รุ่นต่างๆ ที่เหมาะสำหรับการวัดความสั่นสะเทือนแบบสัมผัสแล้ว การวัดด้วยกล้องเลเซอร์ในระยะไกลแบบไม่สัมผัสอาจมีความจำเป็น ทาง Bruel & Kjaer ก็มีกล้องหลายรุ่นให้เลือกใช้ตามแต่ละลักษณะงาน
ซอฟต์แวร์ในงานทดสอบโมดัล
Bruel & Kjaer มีฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ช่วยเหลือในงานทดสอบโมดัลอย่างครอบคลุมทุกขั้นตอนแบบ One stop shop ซึ่งจะกล่าวเรียงลำดับดังนี้
Modal Test Consultant (MTC)
เป็นซอฟต์แวร์ประเภทอำนวยความสะดวกสำหรับใช้งานร่วมกับ Analyzer ตระกูล PULSE โดยที่ MTC นี้จะช่วยตั้งแต่ขั้นตอนการกำหนดจุดติดตั้งหัววัด, จุดเคาะ, จุดติด shaker พร้อมทั้งช่วยบันทึกทิศทางของแกน (+/-)XYZ ของแต่ละจุดไว้ไม่ให้สับสน หากโครงสร้างที่ทดสอบมีแบบที่เป็น AutoCAD อยู่ก็สามารถ import ไฟล์นั้นมากำหนดจุดต่างๆ ได้ทันที
จากนั้นซอฟต์แวร์จะช่วยกำหนดลำดับการเคาะ, การย้ายหัววัดต่างๆ รวมไปถึงการฟ้องคุณภาพการเคาะแต่ละครั้งเพื่อลดความผิดพลาดจากมนุษย์ลงให้น้อยที่สุด และสุดท้ายซอฟต์แวร์จะช่วย export ไฟล์ผลการทดลองไปเป็นไฟล์ฟอร์แมตต่างๆ ตามต้องการ และหากเป็นซอฟต์แวร์วิเคราะห์โมดัลของ ME Scope VES, Ideas Test หรือ MODENT Suite ก็จะสามารถ integrate เข้าด้วยกันเสมือนเป็นซอฟต์แวร์เดียวกัน แต่หากไม่ต้องการ modify แบบแต่ต้องการภาพ animation ของแต่ละโหมดก็สามารถเพิ่ม option animation ได้
ME Scope VES
เป็นซอฟต์แวร์วิเคราะห์โมดัลที่แพร่หลายตัวหนึ่งที่นิยมใช้กันที่สามารถซื้อผ่าน Bruel & Kjaer ได้ ความสามารถหลักๆ คือ แสดง animation ของผลการทดสอบโมดัลหรือ ODS ที่ import มาจากซอฟต์แวร์ PULSE และสร้างไฟล์ AVI ส่วนความสามารถอื่นๆ ที่เป็นออปชั่นคือ
- Signal Processing Option สามารถทำ FFT กับข้อมูลขนาดเท่าใดก็ได้ ไม่จำเป็นต้องมีขนาดเป็นเลขยกกำลังของ 2 ทำให้การวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้จากการทดลองมีความยืดหยุ่นมากกว่า แปลงกลับไปมาระหว่าง time domain และ frequency domain ได้ตามต้องการ สามารถตัดและรวมข้อมูลคนละชุดที่ได้จากหลายๆ การทดลองที่ขนาดข้อมูลและอัตราสุ่มต่างกัน สามารถกรอง noise และ DC offset ออกจากชุดข้อมูลได้ เหล่านี้ทำให้การวิเคราะห์เป็นไปได้กับข้อมูลที่ขาดความสมบูรณ์โดยไม่ต้องทดสอบใหม่
- Modal Analysis Option มีหน้าที่ estimate modal parameter หรือ curve fitting ของโครงสร้างจาก FRF data ตาม method พื้นฐานคือ Single degree of freedom (SDOF), Multple degree of freedom (MDOF) และ Global อีกทั้งมีเครื่องมืออีกสองตัวคือ polynomial curve fitting และ mode indicator
- Advanced Modal Analysis Option ได้เพิ่มเครื่องมือ curve fit สำหรับข้อมูลยากๆ อีกสามตัวคือ complex exponential, z-polynomial และ ERA และเครื่องมือสำหรับข้อมูลจำนวนมากคือ Stability diagram, MIMO curve fitting และ Modal Assurance Criterian (MAC)
- Structural Dynamics Modifications Option เป็นการเพิ่มความสามารถในการจำลองผลลัพธ์ที่จะเกิดขึ้นเมื่อแก้ไขปรับปรุงโครงสร้างนั้นๆ ด้วยวิธีของ Finite Element ซึ่งออปชั่นนี้ได้เตรียม library ของ ชิ้นส่วนวัตถุที่ใช้แก้ไขไว้อย่างมากมาย เพื่อให้ทดลองดาม เสริม ย้าย ส่วนต่างๆ แล้วจำลองผลลัพธ์ที่ได้เป็นภาพเคลื่อนไหวได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ