Schwingungsmessung und Schwingungsanalyse in der Praxis

Im gesamten Maschinenbau stehen heute Betriebsfestigkeit und Lebensdauer von Maschinen, Anlagen und Bauteilen unter dynamischen Beanspruchungen im Vordergrund der Betrachtungen. Durch das Vermeiden kritischer Zustände in Form von Resonanzen, Instabilitäten und Amplitudenvergrößerungen bei dynamischen Vorgängen können bewährte Konstruktionen deutlich verbessert werden. Vielfach müssen dynamische Belastungen der Konstruktionselemente durch Betriebsmessungen oder in Versuchen bestimmt werden. Die Schwingungsmesstechnik bietet dazu eine entscheidende Hilfe.

Ziel der Weiterbildung

In diesem Seminar werden die Grundlagen der experimentellen Schwingungsmess- und -analysetechnik dargestellt. Die experimentelle Analyse zur Ermittlung der dynamischen Eigenschaften von Systemen, also von Eigenfrequenzen, Dämpfung, Eigenschwingungsformen und Frequenzgängen, bildet einen weiteren Schwerpunkt.

HINWEIS
Der zweite Tag des Seminars ist im Labor für Lasermesstechnik der Hochschule Esslingen mit praktischen Vorführungen und Übungen vorgesehen.

Donnerstag, 21. September 2023
9:00 bis 12:30 und 13:30 bis 17:30 Uhr

1. Grundlagen schwingungsfähiger Systeme (J. Berkemer)
- Schwingungs-Differentialgleichung
- Klassifizierung von Schwingungen
- Eigenfrequenzen, Eigenformen, Anregungs- und Antwortsignale
- Einfluss von Steifigkeit, Masse und Dämpfung
- Frequenzspektrum, Frequenzgänge

2. Messprinzipien (J. Berkemer)
- Relativ-, Absolut-, Kraftmessprinzip bei harmonischer Erregung
- Anforderungen an die Messprinzipien

3. Grundlagen Digitaler Signalverarbeitung (J. Berkemer)
- Abtastrate, Abtasttheorem, Alias-Effekt, Windowing
- Auto- und Kreuz-Leistungsspektrum, Average

4. Messung von Frequenzgängen, Betriebsschwingformen und Modalanalyse (J. Berkemer)
- Unterscheidung von Betriebsschwingformen und Modalanalyse
- Methoden und Ergebnisse der Modalanalyse

5. Akustische Lokalisierungsverfahren mit Arrays (T. Dannat)
- Theorie Akustik
- Wie funktioniert ein einfaches Beamforming?
- Woraus besteht eine akustische Kamera?
- praktische Beispiele mit einer akustischen Kamera
- verschiedene Schall-Lokalisierungsverfahren
- Schalllokalisierung im tieffrequenten Bereich
- Beispiele aus der Praxis

Freitag, 22. September 2023
8:00 bis 12:00 und 13:00 bis 17:00 Uhr
im Labor für Lasermesstechnik, Hochschule Esslingen

6. Mess-Ausrüstung (J. Berkemer, T. Vogt)
- Sensorik
- Impulshammer, Schwingerreger (Shaker)
- Verstärker, Frontend, Software

7. Optische Messtechnik – Laservibrometrie (R. Mörl, A. Pfaff, T. Vogt)
- Messergebnisse an einem Beispiel
- Schwingungsanregung
- Modalanalyse
- Ergänzung durch Augmented Reality
- Diskussion und Beurteilung der Resultate

8. Anwendung von Frequenzgangmessung, Betriebsschwingformanalyse und Modalanalyse (T. Vogt, J. Berkemer)
- Aufbau und Einrichtung der Messkette
- Messung eines Getriebegehäusedeckels mit Hammeranregung
- Auswertung der Frequenzgänge und Betriebsschwingformen
- Modalanalyse: Eigenfrequenzen, Dämpfungsverhältnisse, Eigenformen
- Einflussmöglichkeiten zur Schwingungsoptimierung

9. Ordnungsanalyse eines Motorhochlaufes (T. Vogt, J. Berkemer)
- Besonderheiten der Ordnungsanalyse
- Aufbau und Einrichtung der Messkette
- Messung an einem Laborfahrzeug
- Auswertung und Interpretation der Ergebnisse