Analyse von Schwingungen
Mit unserer Ausstattung können wir folgende Messaufgaben im Bereich der Festkörperschwingungen erledigen:
- Ein- bis dreidimensionale Messung von Schwingungen mittels Laservibrometrie (berührungslos) oder Beschleunigungssensoren (berührend)
- Ein- bis dreidimensionale Schwingungsmessung an mehreren Punkten mittels Laservibrometrie oder Beschleunigungssensoren, Analyse und Animation der Ergebnisse
- Messung stationärer und instationärer Schwingungen, z. B. zur Analyse des Einschwingverhaltens
- Betriebsschwingungsanalyse („Operational Modal Analysis“, OMA) mit bis zu 15 Kanälen
- Experimentelle Modalanalyse (EMA) mit beliebiger Kanalzahl
Schwingungsmessung/Modalanalyse
Für Schwingungsmessungen, insbesondere für die experimentelle Modalanalyse verwenden wir am Lehrstuhl die Software LMS Test.Lab in Verbindung mit dem Frontend Scadas III.
Damit verfügen wir über eine komplette Lösung für das Engineering im Testbereich, mit der Daten in Hochgeschwindigkeit und bis zu 12 Kanälen gleichzeitig erfasst und beliebiger Kanalzahl ausgewertet werden können. Test.Lab umfasst zahlreiche Tools für Tests, Analyse und Berichterstellung. Wir verfügen damit über ein vollständiges Portfolio, darunter Lösungen für rotierende Maschinen, Struktur- und Akustiktests, Tests unter verschiedenen Umgebungseinflüssen, Schwingungsprüfungen, Reporting und Datenverwaltung.
Zur Anregung von Schwingungen stehen folgende Möglichkeiten zur Verfügung:
- Elektromagnetische Shaker diverser Leistungsklassen
- Piezoaktoren unterschiedlicher Bauart, insbesondere für hohe Frequenzen
- Modalhämmer für unterschiedliche Bandbreiten
Schallfeldmessungen
Unsere Tätigkeiten im Bereich der Schwingungsmesstechnik beziehen sich auch auf den Bereich der Akustik. Für akustische Messungen im Bereich Gase verwenden wir hochwertige Messtechnik der Firma Brüel&Kjaer. Es kommen verschiedene Mikrofone der Typen 4138 und 4189 zum Einsatz, mit denen wir nahezu beliebige räumliche Sensoranordnungen von einfachen Messungen über A/B- oder X/Y-Prinzipien (Stereofonie) bis hin zu komplexen Arrayfeldern nach dem Beamforming-Ansatz realisieren können. Unsere Ausstattung wird ergänzt durch einen Schallpegelmesser des Typs B&K Mediator 2238, welcher sowohl für einfache Abschätzungen als auch für genaue Messungen in Verbindung mit weiterem Equipment eingesetzt werden kann.
Neben der Akustikmessung in Gasen beschäftigen wir uns auch mit der Schallfeldanalyse und -visualisierung in transparenten Medien (z.B. Flüssigkeiten, Plexiglas, Luft). Für die rückwirkungsfreie Visualisierung wird das Verfahren nach Zipser angewandt. Dieses Verfahren ermöglicht die flächenhafte Messung eines Schallfeldes mit Hilfe eines Laser-Scanning-Vibrometers. Der Laserstrahl wird dabei durch ein Schallfeld hindurch auf einen starren Reflektor fokussiert. Durch die Druckänderungen aufgrund des Schallfeldes ändert sich auch der Brechungsindex im Medium. Dies führt zu einer Änderung der optischen Länge und wird vom Laser-Vibrometer gemessen. Eingesetzt wird dieses Verfahren z. B. zur Messung von Ultraschallfeldern.
Schwingungserreger
Für die Erregung von Schwingungen im Rahmen der Schwingungsanalyse stehen mehrere elektrodynamische Shaker zur Verfügung. Mit dem in den Bildern gezeigten luftgekühlten Vibrationstestsystem der Firma Spectral Dynamics aus der Serie "Air Cooled" können Massen bis zu 250 kg Gesamtgewicht mit einer Beschleunigung von bis zu 100 g und bei Frequenzen bis zu 3000 Hz beaufschlagt werden.