Umweltsimulation von Schwingungs- und Stoßbelastungen - Shakerkursus

Beschreibung

Technische Güter unterliegen vielfachen Umwelteinflüssen, unter anderem den Schwingungs- und Stoßbelastungen. Die Prüfung der Produkte auf Schwing- und Stoßfestigkeit hat sich in den vergangenen 60 Jahren zu einem Spezialgebiet der Umweltsimulation entwickelt, über das dieser Lehrgang – mit Hinweisen auf andere Umweltprüfverfahren – informieren will.

Ziel des Seminars

Die Vorträge behandeln die Grundlagen und Argumentationen zu den Schwingungs- und Schocktests sowie ihre Kennwerte und geltenden Prüfvorschriften. Für die praktische Durchführung der Tests wird die Messtechnik und ihr richtiger Einsatz auch anhand von Experimenten erklärt.

Schwingungen und Stöße werden auf elektrodynamischen oder servohydraulischen Schwingerregern – den so genannten Shakern – und den Schockmaschinen simuliert. Deren Auswahl, ihre Funktionsweise und Eigenheiten beim Betrieb werden erklärt. Für den Schwingungstest wird das Prüfobjekt mittels einer Aufspannvorrichtung mit dem Schwingerreger verbunden und mit einer Wechselkraft angeregt. Die sich daraus ergebende Schwingungsbelastung auf den Prüfling wird von den mechanischen Eigenschaften der Prüfanlage bestehend aus Schwingerreger, Aufspannvorrichtung und Prüfling beeinflusst. Um dem entgegen zu wirken, sind die konstruktive Gestaltung der Aufspannvorrichtungen, die Impedanzen des Prüflings, die Einstellgrößen zur Erzeugung des Belastungssignals und dessen digitale Regelung ebenfalls Bestandteil des Lehrgangs. Die Vorträge werden mit Versuchen veranschaulicht.

Teilnehmerkreis

Ingenieure der Umweltsimulation, Versuchs- und Prüfingenieure, Entwicklungsingenieure, Konstrukteure, Fachkräfte aus den Bereichen Prüfung und Versuch.

Seminarthemen im Überblick

Dienstag, 25. September 2018
8.30 bis 17.00 Uhr

1. Signalanalyse (W. Kuitzsch)
> Amplituden-, Zeit- und Frequenzeigenschaften der Schwingungssignale
> Signalabtastung, Mittelung, spektrale Darstellungen
> Auto-, Kreuz- und Übertragungsfunktion

2. Mechanische Schwingungen (W. Kuitzsch)
> Ein- und Mehrfreiheitsgradsysteme
> freie und erzwungene Schwingungen, Einschwingen, nichtlineare Effekte
> Modalanalyse, Betriebsschwingungsform
> mechanische Impedanz

3. Schwing- und Stoßprüfsignale (W. Kuitzsch)
> Beschreibung der Schwingungsbelastung mittels Zeitfunktionen und Frequenzspektren
> Zeitsignal-Replikation
> Sinustest, Rauschtest, Schocktest (Zeitverlauf, Schockantwortspektrum)
> Sinus und Schmalbandrauschen auf Breitbandrauschen

4. Anwendungen der Schwing- und Stoßprüfung (W. Kuitzsch)
> Abgrenzung Material- zu Schwingprüfung
> Umweltsimulation und Produktzuverlässigkeit
> Test Tailoring
> Zeitraffung, Einführung
> Stress Screening (ESS, Halt & Hass)

5. Elektrodynamische Schwingprüfanlagen (H. Boller)
> Schwingerreger und Leistungsverstärker
> Kenndaten
> Aufstellung von Schwingprüfanlagen
> kombinierte Prüfungen
> Gleittische
> statische Entlastung
> Mehrachssysteme
> Überlegungen beim Kauf einer Anlage

Mittwoch, 26. September 2018
8.30 bis 17.00 Uhr

6. Hydraulische Schwingprüfanlagen (H. Boller)
> Aufbau der Anlagen
> steuerbare hydraulische Leistung
> Dimensionierung elektrohydraulischer Schwingprüfanlagen
> Regelgrößen in den Anlagen
> Sinustest und Rauschtest hydraulisch
> Prinzipien von ein- und mehraxialen Schwingtischen

7. Schocktestmaschinen (H. Boller)
> Aufbau und Funktion
> Spezifikation von Schockprüfungen
> Einteilung der Schocktestmaschinen
> Freifallmaschinen mit Gasdruckantrieb
> Impulshammer-Maschinen
> Schocktestanlagen mit Resonanzkörper
> Schockverstärker
> pyrotechnische Schockanlagen

8. Aufspannvorrichtungen (W. Kuitzsch)
> Konstruktionsziel, Beurteilung
> Auslegungsdaten (Prüfobjekt, Prüfung)
> Material, Konstruktion, Fertigung
> schwingungstechnische Auslegung, anwendbarer Frequenzbereich
> Bauformen, Vorrichtungsgröße

9. Messtechnik (W. Kuitzsch)
> Messgeber (Aufnehmer, Wandler), Zwischenschaltung, Registriergerät
> analoge, digitale Messkette
> Bauformen und Anwendung der Messgeber
> Kalibrierung, Kalibrierhierarchie
> Messunsicherheit (GUM), Messfehler

Donnerstag, 27. September 2018
8.30 bis 16.30 Uhr

10. Regelung der Schwingprüfanlagen (W. Kuitzsch)
> Schwingregelsystem, Eigenschaften
> Sinusregelung
> Rauschregelung
> Schockregelung
> Schockzeitverläufe der klassischen Pulse
> Schocksynthese nach Schockantwortspektren

11. Wechselbeziehungen zwischen Prüfobjekt und -anlage (H. Boller)
> weitere Prüfsignale, Sinus/Schmalbandrauschen auf Breitbandrauschen, Zeitverlaufreplikation
> Vergleich von Regelparametern und -strategien
> Rückwirkungen der Prüfobjekte auf die Prüfmaschinen
> mitschwingende Massen in Resonanzen
> Vergleich der Beschleunigungen am Shaker und am Prüfobjekt

12. Auswahl von Prüfwerten und Prüfverfahren (N. Wittekindt)
> Messwerte aus eigenen Messungen
> Problematik bei der Festlegung eines Prüfsignals aus Messungen
> Welche Messungen und Prüfvorschriften sind sinnvoll?
> Anwendungsklassen und Prüfbeanspruchungen
> Kochbuch „Prüfvorschrift“

13. Normen und Prüfvorschriften (N. Wittekindt)
> Überblick Prüfvorschriften, Anwendungen
> internationale Zusammenarbeit an Prüfvorschriften
> Messmittelüberwachung
> Qualitätssicherung, Dokumentation

Referenten

Leitung:
Dr.-Ing. W. Kuitzsch

Referenten:
Dipl.-Ing. Holger Boller
Vibration Research European Office, Neuhaus-Schierschnitz,
Dr.-Ing. Werner Kuitzsch
Spectral Dynamics GmbH, Ettlingen,
Dipl.-Ing. Norbert Wittekindt
ehemals Carl Zeiss Optronics GmbH, Umweltlabor (TUL), Oberkochen

Termine & Preise

Extras
Die Seminarteilnahme beinhaltet Verpflegung und ausführliche Seminarunterlagen.

Kosten
Die Kosten betragen pro Teilnehmer EUR 1.480,00(MwSt.-frei), inklusive aller Extras.