Ihr Partner für Umweltprüfungen und Strukturanalyse Modalanalyse Strukturanalyse Schwingungsisolation Modelupdating Akustik Pyro-Shock Seminar Gemälde 01 Alles schwingt, aber wo am meisten? Ob wertvolles Gut beim Transport, teure Maschinen im Betrieb oder die Gesundheit des Menschen Vibrationen können als Ursache für Dauerbrucherscheinungen, Überlastungen durch Resonanzen oder Veränderungen der Materialeigenschaften und der Muskulatur großen Schaden anrichten. Seit 2001 ist paconsult als eines der führenden Prüflabore für Vibrationssimulationen unterwegs. Immer wieder müssen wir die schleichende aber zerstörende Wirkung von Schwingungen in mechanischen Strukturen zum Leidwesen unserer Kunden feststellen. Vibrationen sind unvermeidlich. Nach einer Schwingungsanalyse mit ggf. ergänzenden akustischen Messungen liegt die Lösung eines Schwingungsproblems oftmals sehr nah – wie am Beispiel einer Waschmaschine. Hier kann die Anregungsfrequenz variiert werden, indem einfach z.B. die Drehzahl des Schleuderganges verändert wird. Manches Mal kann das Schwingungsproblem gelöst werden, indem das Objekt auf eine „weiche“ Unterlage gestellt oder mit Gummipuffern an seinen Bestimmungsort befestigt wird. Aber Vorsicht: Gewusst wie! Denn ein Gummipuffer ist nicht gleich ein Gummipuffer und erzielt längst nicht an jeder Stelle des Objektes dieselbe Wirkung. Schwingungsreduzierende Maßnahmen: • Schwingungsdämpfung • Schwingungsisolierung • Schwingungstilgung • Strukturmodifikation • Anregungsminderung Schwingungsminderung – wenig kann viel helfen – gewusst wie! Unerwünschte Vibrationen in Maschinen-, Bauwerks- und Fahrzeugkonstruktionen sowie während des Transports sind meistens eine Folge des Resonanzphänomens. Resonanz entsteht, wenn ein Objekt in einer seiner Eigenfrequenzen angeregt wird. paconsult bietet für die erfolgreiche Auslegung und Realisierung schwingungsreduzierender Maßnahmen die Modalanalyse, Betriebsschwinganalyse und Betriebsmodalanalyse (OMA) sowie ergänzende Messungen im Bereich der Akustik an. Mit der Kenntnis der Eigenund Betriebsschwingungen sind die notwendigen Modifikationen oftmals mit geringem konstruktivem Aufwand umsetzbar. Schwingungen in Raum und Zeit: Eigenfrequenzen und Eigenformen 02 Strukturanalyse „Lernen Sie Ihr Produkt von der dynamischen Seite kennen” Jedes Objekt reagiert auf eine äußere dynamische Belastung in seiner ihm eigenen Art und Weise. Maßgeblich dafür sind die Eigenschwingungen, die aber nicht nur durch die Eigenfrequenzen charakterisiert werden. Zu jeder Eigenfrequenz gehört auch eine Erscheinungsform des Objektes - die Eigenmode – und die modale Dämpfung. Mit Modal- und Betriebsschwinganalysen gibt paconsult Ihnen einen Fingerabdruck über das dynamische Verhalten Ihres Objektes. Mit diesem Wissen lassen sich Schwingungsprobleme weitestgehend vermeiden. Alles schwingt – Typische schwingende Objekte Objektmessung mit Beschleunigungssensor 03 Schwingungssimulation und -berechnung DIE REALITÄT IST OFT ANDERS Berücksichtigen Sie Vibrationsphänomene in Ihrer Konstruktion? – Wenn ja, dann sind Sie vielen Ihrer Kollegen voraus. In der Entwicklungsphase ist die Simulation des Schwingungsverhaltens von Bauteil, Baugruppen und auch des Produktes unerlässlich und spart viel Geld. Wird aber das entwicklungsbegleitende Testen vernachlässigt, kann es wiederum sehr teuer werden. Ein Berechnungsmodell ist nur gut, wenn es die Realität abbildet. Mit geeigneten Schwingungsmessungen (Modal- und Betriebsschwinganalyse) können Sie dies überprüfen und gegebenenfalls Ihr Modell anpassen. Eigenform eines Fahrradlenkers Eigenform einer Aluplatte auf Federn Model-Updating – OPTMIEREN SIE IHRE KONSTRUKTION UND IHR BERECHNUNGSMODELL! Ein Berechnungs- und Simulationsmodell (z.B. FEM oder MKS) hat viele Vorteile. Dynamische Lastfälle können simuliert, das Eigenschwingungsverhalten berechnet und die Wirkungen konstruktiver Veränderungen abgeschätzt werden. Aber je nach verwendetem Programm und Berechnungsverfahren können die Ergebnisse voneinander abweichen. paconsult empfiehlt Messungen, die Klarheit bringen – wie die experimentelle Modalanalyse oder Betriebsschwinganalyse. Berechnete und gemessene Parameter wie die Eigenfrequenzen und Eigenvektoren werden miteinander verglichen. Die Abweichungen können dann mit verschiedenen Kriterien (z.B. Modal Assurance Criterion) bewertet 40,48 Hz 37,40 Hz und daraus notwendige Änderungen am Berechnungsmodell zielgerichtet abgeleitet und umgesetzt werden. Gemessene Eigenform Berechnete Eigenform 04 Gemäldeschwingungen – KULTURGUT ERHALTEN! Ob während des Transportes, der Exposition oder der Lagerung im Depot – Kunst- und Kulturgüter sind stets mechanischen Belastungen wie Vibrationen und Stößen ausgesetzt. Dabei ist die sinnvolle Integration einer elastischen Lagerung in Transportkisten, an Aufhängesystemen, auf Sockeln und in Vitrinen besonders wichtig. paconsult bietet neben einer Risikoanalyse die Auslegung einer breitbandig wirksamen Schwingungsisolation basierend auf der Analyse der Eigenschwingungen und der erregenden Schwingungen an. Die speziell für Gemälde hochaufgelöste und zerstörungsfreie Modalanalyse ist zudem ein sehr gutes zusätzliches Instrument, um Schädigungen aufzuspüren und zu kartieren. Schädigungen Defekte Aufspannung Hochaufgelöste Eigenform des Gemäldes aus der Modalanalyse Schock- und Pyroschocksimulation Pyrotechnik wird z.B. beim Raketenstart oder beim Auslösen des Airbags im Auto eingesetzt. Um sicher zu stellen, dass die Objekte den Sprengungen standhalten, werden im Vorfeld hardwaretechnische Pyroschocksimulationen durchgeführt. Zur Umsetzung werden bei paconsult Schockmaschine und Shaker eingesetzt. Auch der Einsatz von Hammerschlagpendeln ist möglich. Entsprechend des Einsatzortes des Produktes werden unterschiedliche Schocks angewendet. Schockparameter sind der maximale Beschleunigungswert, die Schockdauer und die Schockform. Diese Parameter können z.B. über die Verwendung unterschiedlicher pneumatischer Drücke und in der Wahl der Kontaktpartner an dem Schocktisch eingestellt werden. Schocktisch 05 Partner MAUL-THEET GmbH http://maul-theet.com IMV CORPORATION http://www.imv-tec.com/de/ PCB Synotech GmbH http://www.synotech.de Technische Universität Berlin www.tu-berlin.de PAConsult GmbH, Birkenau 3, D-22087 Hamburg, Tel.: +49 (0) 40 229 48 79-0, Fax: +49 (0) 40 229 48 79-1, [email protected] Geschäftsführer: Dr.-Ing. Karim S.-Esfahlani, HRB 77792, www.paconsult-waves.de
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