اختبار الأنماط

يُعرَّف التأثير المثالي على أي هيكل بأنه نبضة مثالية، ذات مدة زمنية متناهية الصغر، تُحدث سعة ثابتة في نطاق التردد؛ مما يُثير جميع أنماط الاهتزاز بطاقة متساوية. صُمِّم اختبار مطرقة الصدم لمحاكاة هذا التأثير؛ إلا أنه في الواقع، لا يمكن لضربة المطرقة أن تُحدث مدة زمنية متناهية الصغر، بل لها زمن تلامس معروف. يؤثر زمن التلامس بشكل مباشر على محتوى تردد القوة ، حيث يؤدي زمن التلامس الأطول إلى تقليل عرض النطاق الترددي. تُثبَّت خلية قياس الحمل في نهاية المطرقة لتسجيل القوة. يُعد اختبار مطرقة الصدم مثاليًا للهياكل الصغيرة وخفيفة الوزن. مع ذلك، مع ازدياد حجم الهيكل، قد تظهر مشكلات بسبب ضعف نسبة الإشارة إلى الضوضاء ، وهو أمر شائع في هياكل الهندسة المدنية الكبيرة .

جهاز الهزاز هو جهاز يُثير الجسم أو الهيكل وفقًا لإشارة دخل مُضخّمة. تتوفر عدة إشارات دخل لاختبار الأنماط الاهتزازية، ولكن نمطي التذبذب الجيبي والتردد العشوائي هما الأكثر شيوعًا.

تُثبّت الأجسام أو الهياكل الصغيرة على طاولة الهزاز . في بعض أنواع الهزازات، يُثبّت ذراعٌ على الجسم المراد اختباره بواسطة سلك بيانو (قوة سحب) أو أداة دفع (قوة دفع). عند نقل الإشارة عبر سلك البيانو أو أداة الدفع، يستجيب الجسم بنفس طريقة اختبار الصدم، حيث يُخفّف بعض الترددات ويُضخّم أخرى. تُقاس هذه الترددات كترددات نمطية. عادةً ما توضع خلية قياس الحمل بين الهزاز والهيكل لتوليد قوة الإثارة.

تُستخدم في المنشآت الهندسية المدنية الكبيرة هزازات أكبر بكثير، قد تصل كتلتها إلى 100 كيلوغرام أو أكثر، وقادرة على تطبيق قوة تصل إلى مئات النيوتن . وهناك أنواع عديدة من الهزازات شائعة الاستخدام. 

• هزازات الكتلة الدوارة،
• هزازات كهروديناميكية،
• هزازات كهروهيدروليكية.

بالنسبة للهزازات ذات الكتلة الدوارة، يمكن حساب القوة بمعرفة الكتلة وسرعة الدوران، بينما في الهزازات الكهروديناميكية، يمكن الحصول على القوة من خلال خلية قياس الحمل أو مقياس التسارع المثبت على الكتلة المتحركة للهزاز. تتميز الهزازات عن مطرقة الصدم بقدرتها على تزويد الهيكل بطاقة أكبر على مدى فترة أطول. مع ذلك، قد تنشأ بعض المشاكل؛ إذ يمكن للهزازات أن تؤثر على الخصائص الديناميكية للهيكل، كما يمكن أن تزيد من تعقيد التحليل نتيجة لأخطاء تحديد النطاق الزمني .