Mecanice Traductori, Studiu de caz

:

: Prof. univ. dr. ing. Cristian PAVEL

Student doctorand: Ing. Marius Vlad

An univ.2013-2014

1

Cuprins: 1.Introducere............................................................................................................................................ 3

2. Mrimi caracteristice, unitii de msur a vibraiilor ......................................................................... 4

3. Traductoare de vibraii ......................................................................................................................... 8

3.1 Principiile traductoarelor de vibraii .............................................................................................. 8

3.2 Msurarea deplasrii vibraiei ....................................................................................................... 9

3.3. Msurarea vitezei vibraiei .......................................................................................................... 10

3.4 Msurarea acceleraiei vibraiei................................................................................................... 10

3.4.1 Accelerometre piezoelectrice ............................................................................................... 11

3.4.2 Accelerometre piezoelectrice cu preamplificator electronic ................................................ 12

3.4.3 Accelerometre piezorezistive ................................................................................................ 13

3.4.4 Accelerometre cu variaia capacitii electrice ..................................................................... 14

3.4.5 Accelerometre cu balan de fore ....................................................................................... 14

4. Efectele vibraiilor asupra organismului uman .................................................................................. 15

5.Studiu de caz: Transmiterea vibraiilor prin corpul copiilor, stnd n picioare. .................................. 19

5.2 Introducerea studiului de caz ....................................................................................................... 20

5.3 Proceduri i instrumentaie .......................................................................................................... 20

5.4 Analiza statistic ........................................................................................................................... 23

5.5 Rezultate ...................................................................................................................................... 23

5.6 Concluziile studiului...................................................................................................................... 23

Bibliografie ............................................................................................................................................. 25

2

Abstract

Nowadays, the engineering practice raises more and more complex problems, some of

them being still analytically unsolved, the others requiring techniques combining computation

and experimental work.

This paper seeks a review of the concept of mechanical vibration characteristic

quantities and vibration transducers.

Vibration measurements are used in almost all fields of industry, transportation and

civil engineering. They are an invaluable tool for obtaining products and machines with high

reliability and low noise levels, vehicles and buildings with improved comfort and rezistance

to dynamic loads, for increasing the safety of operation and reaching the optimum running

parameters.

In this work, it was taken out and a case study related to the transmission of vibration

through the body of a child and differences to their mode of transmission through the body of

an adult.

Researchers of these studies observed encouraging results; however, children may not

be capable of attenuating high vibration accelerations to the head because of low mass. The

purpose of this study was to determine if children transmit vibration differently than adults

while standing on a vibration platform.

3

1.Introducere

n prezenta lucrare, s-

ale acestora prin

corpul unui adult.

Astfel v

instrumentelor muzicale, ale

transportoare oscilante. [10]

produc zgomote

specia

-

sunt fenomene

[12]

ntr-

nstantanee este

10]

mecanice,

4

-un mediu

itudinale, n timp ce n medii fluide

[6]

un [8]

-a doua

[6]

principalele

a) nivelele standard admisibile;

b)

c) scopu [6]

2.

sau

sistemului oscilant cu un g , legea de

:

[1]

5

Figura 1- Sisteme oscilante: a- cu un grad de liberate; b- [12]

:

[2]

-zise sunt prezentate n tabelul 1. [7]

Tabel 1.

Simbol

Coeficient de amortizare

n

Deplasare

Coeficient de amortizare

Cuplu

6

[3]

Unde iar este

.

[4]

[5]

nregistrarea spectrelor care pun

te

nd prin

.

[3]

Viteza este factorul fizic de care depinde zgom

[13]

medii absolute [7]

[6]

[7]

Drept urmare, c

7

oc.[7]

[8]

[9]

devine:

[10]

unde

[11]

V-

[12]

cu

[13]

u

[7]

Sistemul

.

-

stfel, n timp ce

RMS ale vitezei, pe ntreg spectrul de

ctru relativ constant pe ntreg domeniul

[3]

2

[14]

8

Figura 2 - Nivel RMS [3]

constante pe ntreg

[3]

-

[11]

3.

3.1 Principiile t

-

[8]

Figura 3 - [7]

9

3.2

Tehnicile

deplasarea este mare (>2,5 mm) filme de mare

compl

aceste cazuri este interferometru Michelson.

osesc drept instrumente standard de

[6]

cuplajul

[6]

[6]

accelerometre. Sunt

robuste, au raport mare semnal/zgomot, c [7]

10

3.3.

-vibrometre cu laser; -

-

cu spire.

[8]

Vibrometrele cu laser sunt instrumente m

o deplasare instant ( http://ro.wikipedia.org/wiki/Efectul_Doppler )

de obiectul care vi

[8]

a

imagine video

mare.[7]

semnal/zgomot.[8]

3.4

piezoelectric; piezorezistiv;

http://ro.wikipedia.org/wiki/Efectul_Doppler

11

ambele nchise ntr-

ntr-un semnal electric, prop [14]

3.4.1 Accelerometre piezoelectrice

piezoelectri

aplicat.

artificiale cum sunt

crista unii polimeri).

de- materiale

materialele piezoelectrice din polimeri).[14]

-

elect

- ula cmpul electric generat.

[14]

mis ntre sensibilitatea de

piezoelectrici mari. Cristalele pie

Sen [14]

lificatorului. Deoarece

12

[6]

- tensiune cu

fig.4.[7]

Figura 4 - [7]

accelerometrutui sau capacitatea cablurilor, deoarece capacitatea de intrare a convertorului

tensiune este prin efect Miller, unde

-

[6]

Tipurile cele mai comune de accelerometre piezoelectrice

sunt n general mai scumpe. Variantele tip -

[6]

3.4.2 Accelerometre piezoelectrice cu preamplificator electronic

13

[6]

Sensibilitatea accelerometrelor cu preamplificator ncorporat este mai mare dect la

[6]

Sensibilitatea accelerometrelor piezoelectrice cu preamplificator electronic ncorporat

lui de

Un dezavantaj al circuitelor electronice ncorporate este limitarea gamei de temperaturi

Preamplificatorul - tensiune

catoarele

-

plat.[6]

3.4.3 Accelerometre piezorezistive

se

[6]

b [6]

accelerometrele piezoelectrice.

Traductoarele cu sen

-

ntregului senzor ntr-

14

[6]

Accelerometrele piezorezistive de mare sensibilitate sunt proiectate cu amortizare

3.4.4

Sunt

de jur mprejur.[6]

ntr-

pereche de convertoare curent - tensiune.

Senzorii

ri de

[6]

-prelucrare, are

trei elemente de Si mbinate ntr-

unui condensato

de amortizare sunt controlate de debitul de gaz prin orificiile din masa centr[6]

[7]

3.4.5

e se

-

15

Servoaccelerometrele su

- liniare (de exemplu difuzor); - tip pendul.

mare,

[ 6]

4. Efectele

frec 3]

Dieckmann a introdus un coeficient de percepere K, luat ca

inndu- 1 :

[15]

[16]

[17]

unde: ]; este viteza eficace [mm/s]; este deplasarea

eficace [mm]; f este frecven [Hz]. Iar cele patru constante sunt:

19 .

ul

germane "VDI - Richtlinien 2057", n fun

Tabel 2.

Coeficientul de percepere

K

Treapta Modul de percepere

0,1 A Imperceptibil

Pragul perceptibil

Abia perceptibil 0,25 B

0,63 C Perceptibil

1,6 D Bine perceptibil

4 E Puternic perceptibil

16

10 F Foarte puternic perceptibil

25 G Foarte puternic perceptibil

63 H Foarte puternic perceptibil

I Foarte puternic perceptibil

Pe baza acestui tabel se construiesc grafice n coordonate de amplitudine [ ] i de

) pot fi

te valoarea eficace sau amplitudinea

n figura 5

frec

n figura 6

n figura 7

Figura 5- Valorile coeficientului adimensional K i frec

[4]

17

Figura 6 - [4]

Figura 7- [4]

18

perceperea omului a dus la stabilirea curbelor din figura 8

30 - 250 Hz.[12]

Figura 8 - [12]

1. 2 Hz, camioane 24 Hz,

2. -

3. tea

degetelor.

4.

minilor.

le sistemului locomotor,

- 2% din

19

PIB (Ringelberg & Koukoulake 2002, Toomingas 1998). n S.U.A. , anual se cheltuiesc ntre

-

folosirea acestora cu scop terapeutic.[12]

5. copiilor,

stnd n picioare.

cel al

cea a capului.[2]

[2]

au observat rezultate ncurajatoare; cu toate acestea, copiii ar putea fi incapabili de a atenua

vibratoare.[1]

[2]

pectiv 62% mai

ul capului nu au fost diferite n

[2]

Interpretare: Transmisibilitatea

import

copiilor la impactul a n tot corpul, este

necunoscut.[2]

20

5.2 Introducerea studiului de caz

a de

n

[9]

i cel al unui adult supus la acest tip de tratament.

oculare, dar n studiile ce au expus copii acestei tehnici nu s-a nregistrat nici un accident de

acest fel. [5]

[2]

-

[2]

Prezentarea studiului de caz

-

Caracteristici Copii Adulti

9.27 ( 6 - 12 ) 25.9 (18 - 39)

Sex 4 masculin 6 feminin 5 masculin 5 feminin

1.30 (0.76 - 1.60) 1.77 (1.63 - 1.91)

32.7 (19.1 - 42.2) 72.9 (59.0 - 90.7)

5.3

-

nalte.

21

Figura 9 -

pe platforma vibratoare. Punctele luminoasere [2]

n timpul testului, s-

(Figura 10) fost sistematic mai mare

33 Hz si 42 Hz).[2]

22

Figura 10 - Fotografie a platformei vibratoare I.Tonic

http://www.fitness-online.fr/plaque-vibrante/freemotion-itonic.html

ost

; rezultatele

[2]

Transmisibilitatea (

[17]

unde: - - -este

relativ sinusoidale a undei generate de

23

5.4

Acestea sunt prezentate ntr-o ).

Figura 11 -

[2]

5.5 Rezultate

dinile au avut valori cuprinse

unchiu i

capului s-

[2]

Hz au fost cu 42

-

mai

5.6 Concluziile studiului

24

valori mai rid

[2]

-

-a lungul acestui studiu.

ul

copiilor est

ngrijoratoare din moment ce copiii dispun de un sistem neuromusculoscheletic imatur,

copil

puri. [2]

pii ce sunt

folositoare pentru

[2]

stau n picioare, este

fost mai mare la copii atunci cnd

[2]

25

Bibliografie

[1] Bandak, F.A. - Shaken baby syndrome: a biomechanics analysis of injury

mechanisms. Forensic Sci, 2005

[2] E.Bressel, G.Smith, J.

Branscomb

- Transmission of whole body vibration in children while

standing. Utah State University, Biomechanics, Laboratory,

Logan, UT 84321, USA, 2009

[3]

-

[4]

-

[5] J. Giacomin

- Absorbed power of small children. Clin. Biomech., 2005

[6] L. Vornicu -

2006

[7] L. Vornicu - Note I TRADUCTOARE

[8] L. Vornicu, V. Nica -

[9] M. Cardinale,J.

Wakeling

- Whole body vibration exercise: are vibrations good for

you? Br. J. Sports Med. 39, 2005

[10] - ditura Printech, 978-606-521-184-1,

[11] M. Sandu -

prelucrare a datelor, Universitatea POLITEHNICA din

Bucuresti, Departamentul de Rezistenta

[12] M.Vlad -

de Uti

[13] V. Dolga - Senzori si

[14] V.Nica, L. Dumitriu,

L. Vornicu, D. Nica

-