การทดลองและวิเคราะห์การสั่นสะเทือนด้วยวิธีโมดัลเป็นการวัดค่าและวิเคราะห์การตอบสนองทางพลวัตของโครงสร้างเมื่อมีแรงจากภายนอกมากระทำ การทดลองและวิเคราะห์การสั่นสะเทือนด้วยวิธีโมดัลนี้เป็นวิธีการที่มีประโยชน์ซึ่งมักถูกนำมาใช้ในการพิสูจน์ค่าผลลัพธ์ควบคู่กันกับการวิเคราะห์ทางด้านไฟไนต์เอลิเมนต์ วิธีการวิเคราะห์การสั่นสะเทือนด้วยวิธีโมดัลจะถูกนำมาใช้ศึกษาพฤติกรรมของการสั่นสะเทือนในโครงสร้างซึ่งประกอบด้วย ความถี่ธรรมชาติ อัตราส่วนการหน่วง ลักษณะการสั่นสะเทือน ซึ่งวิธีดำเนินการง่ายๆที่นำมาใช้ศึกษาพฤติกรรมของการสั่นสะเทือนคือ การใช้ Modal hammer ทำการเคาะเพื่อหาค่าความถี่ธรรมชาติ อัตราส่วนการหน่วง รวมไปถึงลักษณะการสั่นสะเทือนของโครงสร้าง ดังนั้นเครื่องทดสอบหาค่าการสั่นสะเทือนชิ้นนี้จึงถูกนำมาใช้ในกระบวนการทดสอบเพื่อศึกษาดูพฤติกรรมของการสั่นสะเทือนดังกล่าว

อย่างไรก็ตามเพื่อให้ได้ผลของการทดสอบที่แม่นยำ จำเป็นที่จะต้องทำการออกแบบและจัดสร้างเครื่องมือมาคอยทำหน้าที่ช่วยควบคุมตัวแปรต่างๆที่จะเกิดขึ้นในระหว่างการทดสอบ โดยที่เครื่องมือดังกล่าวต้องสามารถควบคุมให้ค้อนกระแทกๆลงไปยังตำแหน่งที่ได้กำหนดไว้บนชิ้นงานทดสอบอย่างแม่นยำ พร้อมกับต้องมีกลไกป้องกันไม่ให้เกิดการกระแทกซ้ำลงไปที่ตำแหน่งเดิมอีกซึ่งช่วยป้องกันไม่ให้ค่าของการสั่นสะเทือนที่วัดได้มีความคลาดเคลื่อนส่งผลทำให้ค่าที่เก็บได้จากการทดสอบสามารถนำไปแปรผลและทำการวิเคราะห์ผลได้อย่างถูกต้องชัดเจน นอกจากนั้นเครื่องมือชิ้นนี้ยังสามารถทำการยึดปลายทั้งสองข้างของแผ่นชิ้นงานทดสอบได้อย่างแน่นหนาช่วยป้องกันไม่ให้เกิดการสั่นสะเทือนขึ้นที่บริเวณจุดยึดในระหว่างการกระแทก ดังนั้นเพื่อช่วยลดความผิดพลาดที่อาจเกิดจากตัวแปรต่างๆในขณะที่ทำการทดสอบจึงจำเป็นต้องมีเครื่องมือชิ้นนี้คอยช่วยในระหว่างดำเนินการดังกล่าว นอกจากนั้นภายหลังจากที่ได้ออกแบบและจัดสร้างเครื่องมือทดสอบจนเสร็จสิ้นพร้อมกับได้ทำการทดสอบการทำงานของเครื่องด้วยการกระแทกโดยใช้ Modal Hammer กับแผ่นชิ้นงานทดสอบ Aluminum Alloy 2024-T3 ซึ่งได้ติดตั้ง Accelerometer ไว้ด้านล่าง ผลปรากฏว่าค่าของ Mode Shape ที่แสดงออกมามีความถูกต้องและน่าเชื่อถือเพียงพอที่จะนำไปใช้ประกอบการทดสอบจริงในกระบวนการทางด้าน Modal Analysis ต่อไป


Experimental Modal Analysis (EMA) is the field of measuring and analyzing dynamic response of a structure when it is excited with a stimulus. EMA is the useful procedure in dynamic verifying Finite Element Analysis (FEA) results, using modal analysis to determine modal parameters (natural frequency, damping ratio, mode shapes) of the structure. The simple method for obtaining modal parameters is using roving impact test to identify natural frequencies, damping ratios, and mode shapes of the structure. Thus, the modal testing machine is used during the testing process. To gain accurate data from the test, the machine requires special component to guide the modal hammer to hit onto a center of grid marks on a specimen, it must also prevent the hammer from rebound and hit to the same position twice. Otherwise, double hitting of the hammer will resulted in error of data recording. Other than that, the specimen has to be clamped firmly to avoid other vibrations during the test. Hence, to prevent from many errors during the testing procedure, modal testing machine was designed and built.

This paper describes the configuration, function, and building process of the modal testing machine which is composed of two major components such as: An impact hammer (modal hammer) which is attached to a moveable part of the machine for applying impact forces to a specimen, an accelerometer is attached to the bottom of the specimen for measuring fluctuations of the specimen acceleration. The input-output signals from both components can be measured and transfered from time domain to frequecncy domain respectively in the term of Frequecncy Response Function (FRF). The machine was tested with actual material like aluminum alloy 2024-T3 which was attached with an accelerometer underneath and then it was hit by a Modal hammer respectively. As a result, the mode shape of the vibration created during the machine testing, shows that the machine precisely enough to be used for further study in modal analysis.