Fraunhofer-Gesellschaft
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Projekte

Fraunhofer Geschäftsbereich Adaptronik

Messung und Bewertung von Schwingungen

Abb. 1

Die experimentelle Systemanalyse ist ein wichtiger Bestandteil im Bereich der Entwicklung technischer Systeme und trägt zur Effizienzsteigerung der Produkte bei. Um technische Lösungen in der modernen Entwicklung dahingehend zu konstruieren und zu optimieren, dass Vibrationen und Lärmemissionen gemindert werden, ist ein entsprechend detailliertes Systemverständnis der Strukturdynamik sowie der Schallabstrahlung essentiell. Am Fraunhofer LBF unterstützen wir Sie durch Beratung, messtechnische Analyse und Simulation ihrer Systeme im Bereich der Schwingungstechnik und Vibroakustik.

Abb. 2: Strukturschwingungen – Eigenschwingform eines Pkw-Rades.

Beratung

Nutzen Sie unsere umfangreiche Erfahrung und Ausstattung sowie unser Expertenwissen zur Umsetzung komplexer Mess- und Analyseaufgaben. Wir beraten Sie bezüglich messtechnischer Analysemöglichkeiten von Strukturschwingungen und akustischen Fragestellungen, dem Aufbau von Schwingprüfanlagen und der Langzeitüberwachung von Systemen. In diesem Zusammenhang bieten wir Ihnen unsere Unterstützung gerne in der betrieblichen Umgebung bei Ihnen vor Ort an. Alternativ kann die messtechnische Analyse Ihrer Systeme natürlich auch in unserer Laborumgebung erfolgen. Auf Basis der vorliegenden Messergebnisse beraten wir Sie bei der Anwendung angepasster Systeme zur Schwingungsreduktion. Zu diesem Zweck beziehen wir weitere Abteilungen des Bereichs Adaptronik und ebenso weitere Bereiche des Fraunhofer LBF bedarfsgerecht ein und zeigen Ihnen Möglichkeiten hinsichtlich passiver und aktiver Strukturoptimierung auf.

Abb. 3: Akustik – Schallquellenortung an einem Hydraulikaggregat.

Strukturschwingungen

Die Messung von Schwingungs- und Anregungsgrößen erlaubt eine direkte Aussage über das dynamische Strukturverhalten von Systemen. Aus der Analyse der Messdaten resultieren Resonanzfrequenzen, Dämpfungen und Eigenschwingformen (Abb. 1) des Systems. Besteht für die zuvor erwähnte experimentelle Strukturanalyse keine Ansatzmöglichkeit oder ist das Betriebsverhalten des Systems von Interesse, können die real auftretenden Schwingungen gemessen und visualisiert werden. Das dadurch in beiden Fällen abgebildete Systemverhalten erlaubt die Identifikation von zielgerichteten Maßnahmen zur Schwingungsminderung sowie die Verifikation von numerischen Simulationsmodellen. Die Bewertung der Wirksamkeit hinsichtlich einer optimalen Beeinflussung des strukturdynamischen Verhaltens kann im Vorfeld durch angepasste Simulationsmodelle und im Anschluss an die Umsetzung der Systemoptimierung durch weitere messtechnische Analysen erfolgen.

Akustik

Bei der Ursache für Lärmemissionen werden Luftschall- und Körperschallabstrahlung einzelner Systemkomponenten unterschieden. Daher wird in einigen Fällen zur Identifikation der Schallquelle die Schallmessung durch eine Vibrationsmessung begleitet. Eine Quantifizierung und einen Vergleich der Schallabstrahlung von Systemen ermöglicht die Bestimmung der Schallleistung, die unabhängig vom Aufstellort die Stärke der Schallquelle angibt. Zur Ortung der Schallquellen stehen verschiedene Methoden zur Auswahl, die entsprechend der Umgebungsbedingungen und des zu betrachtenden Systems zu wählen sind. Letztendlich können mit der Analyse und Visualisierung von Schallquellen (Abb. 2) die Optimierungspotenziale von Systemen identifiziert und Ansatzmöglichkeiten zur Minderung von Lärmemission gefunden werden.

 

Schwingungsprüfanlagen

Je nach Bedarf legen wir geeignete Sonderprüfstände für Ihre spezifischen Analysen aus und setzen diese um. Dies betrifft die Bewertung von Bauteilen, Baugruppen und Systemen. Hierbei reicht die Palette von Prüfmaschinen (z. B. für die vibroakustische Elastomercharakterisierung) bis hin zu komplexen Systemprüfständen (z. B. für eigenbefeuerte Vollfahrzeugtests mit Fahrroboter), die am Fraunhofer LBF für Sie entwickelt und betrieben werden.