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Professionelle Schwingungsanalysen für Ihr Projekt
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Treten an Ihren Maschinen oder Produkten unerwartet hohe Schwingungsamplituden auf? Wollen Sie daraus resultierende Verschleißerscheinungen und Schäden vermeiden, den Komfort erhöhen und Lärm reduzieren? Profitieren Sie von unserer über 25-jährigen Erfahrung aus Projekten für den Maschinenbau, die Automobilindustrie, die Luft- und Raumfahrt, den Anlagenbau, die Elektrotechnik und die Medizintechnik. Wir sind Ihr zuverlässiger und kompetenter Partner für Schwingungsmessungen in Deutschland und weltweit.
Unsere erfahrenen Ingenieure führen mit modernster Messtechnik Vibrationsmessungen durch, die exakt auf Ihr Produkt und auf Ihre Aufgabenstellung abgestimmt sind. Dabei legen wir besonderen Wert auf eine detaillierte und zielgerichtete Analyse der aufgezeichneten Messdaten. Aus den Erkenntnissen der Schwingungsuntersuchungen entwickeln wir konstruktive Vorschläge zur gezielten Optimierung Ihrer Produkte und Prozesse. Profitieren auch Sie von unserer langjährigen Erfahrung mit Schwingungsmessungen und auch mit FEM-Analysen.
ISMB bietet Ihnen ein breites Spektrum unterschiedlicher Dienstleistungen rund um die experimentelle Untersuchung des Schwingungsverhaltens Ihrer Produkte. Um den hohen Ansprüchen unserer Kunden gerecht zu werden, erhält jedes Projekt eine auf die individuelle Aufgabenstellung zugeschnittene Vorgehensweise. So garantieren wir optimale Ergebnisse und höchste Kundenzufriedenheit.
Unsere erfahrenen Ingenieure führen mit modernster Messtechnik Vibrationsmessungen durch, die exakt auf Ihr Produkt und auf Ihre Aufgabenstellung abgestimmt sind. Dabei legen wir besonderen Wert auf eine detaillierte und zielgerichtete Analyse der aufgezeichneten Messdaten. Aus den Erkenntnissen der Schwingungsuntersuchungen entwickeln wir konstruktive Vorschläge zur gezielten Optimierung Ihrer Produkte und Prozesse. Profitieren auch Sie von unserer langjährigen Erfahrung mit Schwingungsmessungen und auch mit FEM-Analysen.
ISMB bietet Ihnen ein breites Spektrum unterschiedlicher Dienstleistungen rund um die experimentelle Untersuchung des Schwingungsverhaltens Ihrer Produkte. Um den hohen Ansprüchen unserer Kunden gerecht zu werden, erhält jedes Projekt eine auf die individuelle Aufgabenstellung zugeschnittene Vorgehensweise. So garantieren wir optimale Ergebnisse und höchste Kundenzufriedenheit.
Vibrationsmessung
Schwingungsmessungen sind in nahezu allen Branchen ein wichtiges Werkzeug zur Qualifizierung, Fehleranalyse und Produktoptimierung. Von großen Produktionsanlagen bis hin zu kleinen Elektrogeräten ist die genaue Kenntnis des Schwingungsverhaltens oft Voraussetzung, um eine fundierte Lebensdauerabschätzung vornehmen zu können, die Ursachen für Verschleiß, Rissbildung oder störende Geräuschentwicklung zu erkennen und geeignete Abhilfemaßnahmen zu entwickeln. Typische Anwendungsgebiete sind Qualifizierungsmessungen hinsichtlich normativer oder kundenspezifischer Grenzwerte, Ursachenanalysen für störende Vibrationen und Geräusche, Ermüdungsbrüche oder Lagerschäden sowie vergleichende Validierungsmessungen bei der Produktentwicklung und Produktoptimierung.
Nachfolgend finden Sie einen Überblick über die von ISMB eingesetzten Messverfahren zur Schwingungsanalyse.
Nachfolgend finden Sie einen Überblick über die von ISMB eingesetzten Messverfahren zur Schwingungsanalyse.
Schwingungsmessungen - Projektbeispiele
Betriebsschwingungsmessung
Unerwünschte Schwingungen identifizieren und dauerhaft reduzieren
Vibrationen bzw. Schwingungen treten auch beim regulären Betrieb von Maschinen auf. Die Höhe der Maschinenschwingungen hat jedoch einen erheblichen Einfluss auf den Lärmpegel, die Lebensdauer und die Sicherheit von Maschinen und Anlagen. Sind die auftretenden Vibrationen zu hoch, muss schnell gehandelt werden, um die spezifizierte Lebensdauer und die Sicherheit der betroffenen Maschine oder Anlage zu gewährleisten.
Mit modernster Mehrkanal-Messtechnik führen wir gezielte Betriebsschwingungsmessungen an Ihren Geräten, Maschinen, Aggregaten und Anlagen durch. Wir beraten wir Sie vorab, welche Betriebszustände für das Verständnis Ihrer Schwingungsaufgabe voraussichtlich besonders aufschlussreich sein können. So lassen sich z.B. Resonanzphänomene durch einen Frequenz- bzw. Drehzahlhochlauf eindeutig identifizieren. Nach Abschluss der Messungen analysieren unsere erfahrenen Ingenieure die aufgezeichneten Messdaten, um daraus detaillierte Aussagen über das Schwingungsverhalten Ihrer Produkte abzuleiten und geeignete Optimierungsmaßnahmen zu entwickeln zu.
Profitieren auch Sie von unserer umfangreichen Erfahrung bei der Messung und detaillierten Analyse des Schwingungsverhaltens Ihrer Maschinen und Anlagen. Wir unterstützen Sie bei der Entwicklung von Konzepten zur Reduzierung von Schwingungspegeln, zur Vermeidung unerwünschter Resonanzen und zur Minimierung von Geräuschemissionen.
Mit modernster Mehrkanal-Messtechnik führen wir gezielte Betriebsschwingungsmessungen an Ihren Geräten, Maschinen, Aggregaten und Anlagen durch. Wir beraten wir Sie vorab, welche Betriebszustände für das Verständnis Ihrer Schwingungsaufgabe voraussichtlich besonders aufschlussreich sein können. So lassen sich z.B. Resonanzphänomene durch einen Frequenz- bzw. Drehzahlhochlauf eindeutig identifizieren. Nach Abschluss der Messungen analysieren unsere erfahrenen Ingenieure die aufgezeichneten Messdaten, um daraus detaillierte Aussagen über das Schwingungsverhalten Ihrer Produkte abzuleiten und geeignete Optimierungsmaßnahmen zu entwickeln zu.
Profitieren auch Sie von unserer umfangreichen Erfahrung bei der Messung und detaillierten Analyse des Schwingungsverhaltens Ihrer Maschinen und Anlagen. Wir unterstützen Sie bei der Entwicklung von Konzepten zur Reduzierung von Schwingungspegeln, zur Vermeidung unerwünschter Resonanzen und zur Minimierung von Geräuschemissionen.
Experimentelle Modalanalyse
Welche Eigenfrequenzen und Eigenformen hat mein Produkt?
Jedes Bauteil, jede Maschine oder Anlage besitzt charakteristische Eigenfrequenzen und Eigenschwingungsformen, die das Schwingungsverhalten wesentlich bestimmen. Wird ein Objekt durch einen externen oder internen Erreger mit einer Anregungsfrequenz in der Nähe einer solchen Eigenfrequenz in Schwingung versetzt, können große Schwingungsamplituden entstehen - es bilden sich Resonanzen aus. Diese Resonanzschwingungen können im ungünstigsten Fall zu einer Beschädigung oder gar Zerstörung des Bauteils führen und sind daher zu vermeiden.
Mit Modalprüfungen ermitteln wir die Eigenfrequenzen und Eigenschwingungsformen Ihrer Bauteile, Geräte, Maschinen oder Anlagen. Wir regen Ihre Strukturen mit einem Impulshammer oder mit einem elektrodynamischen Modalshaker mit Testkräften an und messen die charakteristische Schwingungsantwort mit Beschleunigungsaufnehmern, die zuvor an geeigneten Messpunkten angebracht wurden. Die gewünschte Ortsauflösung wird entweder durch eine entsprechend hohe Anzahl von Beschleunigungssensoren oder durch eine entsprechend hohe Anzahl von Anregungspositionen für den Impulshammer erreicht. Auf diese Weise erhält man einen Satz von Übertragungsfunktionen zwischen Kraftanregungen und Beschleunigungsantworten. Basierend auf diesen Übertragungsfunktionen bestimmen wir mit Hilfe der Modalanalyse die Eigenfrequenzen, Eigenschwingungsformen (Moden) und modalen Dämpfungen Ihrer Struktur aus. Diese Ergebnisse können z.B. für einen detaillierten Abgleich, die Korrelation von FEM-Modellen und eine darauf aufbauende Schwingungsoptimierung Ihres Produkts genutzt werden.
Selbstverständlich bleibt der Prüfling bei dieser Messung unbeschädigt. Je nach Projekt kann die experimentelle Modalanalyse durch eine rechnerische oder numerische Modalanalyse mittels FEM ergänzt werden.
Mit Modalprüfungen ermitteln wir die Eigenfrequenzen und Eigenschwingungsformen Ihrer Bauteile, Geräte, Maschinen oder Anlagen. Wir regen Ihre Strukturen mit einem Impulshammer oder mit einem elektrodynamischen Modalshaker mit Testkräften an und messen die charakteristische Schwingungsantwort mit Beschleunigungsaufnehmern, die zuvor an geeigneten Messpunkten angebracht wurden. Die gewünschte Ortsauflösung wird entweder durch eine entsprechend hohe Anzahl von Beschleunigungssensoren oder durch eine entsprechend hohe Anzahl von Anregungspositionen für den Impulshammer erreicht. Auf diese Weise erhält man einen Satz von Übertragungsfunktionen zwischen Kraftanregungen und Beschleunigungsantworten. Basierend auf diesen Übertragungsfunktionen bestimmen wir mit Hilfe der Modalanalyse die Eigenfrequenzen, Eigenschwingungsformen (Moden) und modalen Dämpfungen Ihrer Struktur aus. Diese Ergebnisse können z.B. für einen detaillierten Abgleich, die Korrelation von FEM-Modellen und eine darauf aufbauende Schwingungsoptimierung Ihres Produkts genutzt werden.
Selbstverständlich bleibt der Prüfling bei dieser Messung unbeschädigt. Je nach Projekt kann die experimentelle Modalanalyse durch eine rechnerische oder numerische Modalanalyse mittels FEM ergänzt werden.
Anschlagversuch: Wie reagiert mein Produkt auf Schwingungsanregungen?
Wenn z.B. aus Gründen der Zugänglichkeit eine vollständige experimentelle Modalanalyse an Ihrem Produkt oder Ihrer Anlage nicht durchgeführt werden kann, kann ein einfacher Anschlagversuch dennoch wichtige Informationen über Eigenfrequenzen und Dämpfungsverhalten liefern. Dabei wird das Messobjekt mit einem kurzen Kraftimpuls angeregt und das Ausschwingverhalten mit einem oder mehreren Beschleunigungssensoren aufgezeichnet und anschließend analysiert.
Neben der mechanischen Stoßanregung z.B. mit einem Impulshammer kommen dabei je nach Anwendungsfall auch Anregungen durch elektromagnetische Kräfte oder Schallquellen in Betracht.
Neben der mechanischen Stoßanregung z.B. mit einem Impulshammer kommen dabei je nach Anwendungsfall auch Anregungen durch elektromagnetische Kräfte oder Schallquellen in Betracht.
Anwendungsbereiche
Obwohl mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) ein sehr leistungsfähiges Werkzeug zur Simulation von Eigenfrequenzen und Eigenschwingungsformen zur Verfügung steht, spielt die experimentelle Modalanalyse in der Schwingungsanalyse nach wie vor eine wichtige Rolle. Zum einen können modale Dämpfungswerte nur mit Hilfe der experimentellen Modalanalyse zuverlässig ermittelt werden. Zum anderen sind beim Aufbau eines FE-Modells häufig nicht alle relevanten Eingabeparameter, wie z.B. Rand- und Einbaubedingungen, Kopplungsbedingungen bei Schraub- und Flanschverbindungen sowie bei Elektroblechpaketen, dynamische Materialparameter von Kunststoffen, Verbundwerkstoffen oder Gummiwerkstoffen, mit hinreichender Genauigkeit bekannt, so dass die Eigenfrequenzen nicht mit ausreichender Genauigkeit berechnet werden können.
Typische Objekte für experimentelle Modalanalysen sind daher: Rotoren und Statoren mit Blechpaketen, Kunststoffgriffschalen von Elektrowerkzeugen, Nutzfahrzeugdächer aus Verbundwerkstoffen, Antriebswellen mit Schrumpfverbindungen oder Schwingungsentkopplungssysteme mit Gummielementen.
Typische Objekte für experimentelle Modalanalysen sind daher: Rotoren und Statoren mit Blechpaketen, Kunststoffgriffschalen von Elektrowerkzeugen, Nutzfahrzeugdächer aus Verbundwerkstoffen, Antriebswellen mit Schrumpfverbindungen oder Schwingungsentkopplungssysteme mit Gummielementen.
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Kostenfreie Beratung
Wir stehen Ihnen jederzeit mit unseren Spezialisten zur Verfügung, um flexibel auf Ihre Anforderungen und Wünsche einzugehen.
Dr. Michael Elbs, Geschäftsführer
Vibrations-Tests
Welche Schwingungen halten meine Bauteile aus?
In vielen Branchen muss die Schwingfestigkeit bzw. Vibrationsbeständigkeit von Zulieferkomponenten qualifiziert werden, bevor diese z.B. in ein Fahrzeug eingebaut werden dürfen. Dabei muss der Zulieferer sicherstellen, dass seine Bauteile den vorgegebenen Schwingungsanforderungen standhalten. Für diese Qualifizierung werden in der Regel Rütteltests oder Vibrationstests mit definierten Anregungsspektren vereinbart.
Wir unterstützen Sie bei der Planung und Durchführung von Schwingprüfungen (Vibrationstests) auf elektrodynamischen Shakern, gerne auch bereits bei der Festlegung geeigneter Anregungsspektren. Auch bei der Auslegung geeigneter, ausreichend steifer Aufspannvorrichtungen verfügen wir über große Erfahrung. Sollte in Ihrem Unternehmen kein geeignetes Shaker-System zur Verfügung stehen, können wir Ihnen zusammen mit unseren Partnern die Schwingprüfung bzw. Vibrationstest aus einer Hand anbieten.
Wir unterstützen Sie bei der Planung und Durchführung von Schwingprüfungen (Vibrationstests) auf elektrodynamischen Shakern, gerne auch bereits bei der Festlegung geeigneter Anregungsspektren. Auch bei der Auslegung geeigneter, ausreichend steifer Aufspannvorrichtungen verfügen wir über große Erfahrung. Sollte in Ihrem Unternehmen kein geeignetes Shaker-System zur Verfügung stehen, können wir Ihnen zusammen mit unseren Partnern die Schwingprüfung bzw. Vibrationstest aus einer Hand anbieten.
Anwendungsbereiche
Schwingungs- und Schockprüfungen sind unter anderem in der Automobilindustrie, der Nutzfahrzeugbranche, bei Schienenfahrzeugen und der Luft- und Raumfahrtindustrie weit verbreitet. Auch viele elektrische und elektronische Geräte werden durch Transporttests bzw. Transportprüfungen qualifiziert.
Signalanalyse
Wie werden Messdaten richtig interpretiert?
Die detaillierte und zielgerichtete Auswertung und Interpretation von Messdaten ist für uns ein entscheidender Schritt bei der Lösung Ihrer Schwingungsaufgaben. Nur wenn die gemessenen Schwingungssignale umfassend analysiert und interpretiert werden, können die Ursachen von Schwingungsproblemen zuverlässig erkannt und Optimierungspotenziale aufgedeckt werden. Das komplexe Aufgabengebiet der Signalanalyse gehört daher zu den Kernkompetenzen von ISMB.
Mit Hilfe aufgabenspezifischer Signalanalysetechniken entschlüsseln wir die entscheidenden dynamischen Eigenschaften Ihres Schwingungssystems. Für die Signalanalyse von zeitinvarianten und zeitvarianten Schwingungsgrößen setzen wir unter anderem folgende Verfahren ein:
Mit Hilfe aufgabenspezifischer Signalanalysetechniken entschlüsseln wir die entscheidenden dynamischen Eigenschaften Ihres Schwingungssystems. Für die Signalanalyse von zeitinvarianten und zeitvarianten Schwingungsgrößen setzen wir unter anderem folgende Verfahren ein:
- Spektralanalyse: Frequenzanalyse, FFT, Autospektren, Übertragungsfunktionen mit Phasenbezug, Kohärenzfunktionen
- Wasserfall- oder Sonogramm-Darstellung des zeit- oder drehzahlabhängigen Verlaufs von Spektren
- Ordnungsanalyse, Campbell-Darstellung, Ordnungsschnitte, Vold-Kalman-Filterung, Resampling
- Wavelet-Analyse
- Drehzahlerfassung aus Analog- oder TTL-Signal; alternativ: Ableitung des Drehzahlverlaufs aus geeigneten Schwingungssignalen
- Hüllkurvenanalyse, Hilbert-Transformation
- Cepstrum-Analyse
- Darstellung von Betriebsschwingformen auf Drahtgittermodellen (ODS)
- Expansion von gemessenen Schwingungsformen auf FE-Modelle
- Filterung von Messdaten mit Tiefpass, Hochpass, Bandpass
- Analyse von Schwingungsorbits
Mit diesen Methoden bewerten wir auch instationäre und stark transiente Ereignisse, wie zum Beispiel Schalt- oder Stoßvorgänge.
Anwendungsbereiche
Mit den verschiedenen Auswerteverfahren der Signalanalyse können wir z.B. Resonanzphänomene von unerwartet hoher Anregung unterscheiden, Lagerschäden erkennen, parametererregte Schwingungen identifizieren, die Ursachen von Stoßvorgängen anhand ihrer Taktrate aufspüren, die Ursache von Verzahnungsverschleiß anhand von Seitenbändern identifizieren und vieles mehr. Vertrauen auch Sie auf unserer Erfahrung. Gerne analysieren wir auch Messdaten, die von Ihrer Messabteilung aufgenommen wurden.
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Validierung/Korrelation von Test und FEM
Wie wird die Zuverlässigkeit von FEM-Simulationen gewährleistet?
Eine weitere wichtige Funktion von Schwingungsmessungen ist die Korrelation und Validierung von FEM-Modellen. FEM steht dabei für die Finite Elemente Methode und ist ein sehr weit verbreitetes und hochentwickeltes Simulationswerkzeug, unter anderem in der Schwingungsanalyse. Die Zuverlässigkeit der Ergebnisse einer FEM-Simulation hängt jedoch ganz wesentlich von der Zuverlässigkeit der verwendeten Eingangsparameter, der Annahmen für Rand- und Kopplungsbedingungen sowie der verwendeten Erregerkräfte bzw. Erregermechanismen ab. Insbesondere bei komplexen Schwingungssystemen empfiehlt es sich, im Rahmen einer FEM-Validierung die Simulationsergebnisse mit realen Messergebnissen zu vergleichen. Durch die Korrelation von Simulationsergebnissen und Messergebnissen können unbekannte oder nur ungenau bekannte Eingangsgrößen der FEM-Simulation genau bestimmt werden. Als Ergebnis der FEM-Validierung steht ein zuverlässiges, korreliertes Simulationsmodell zur Verfügung, das für präzise Vorhersagen und eine gezielte Produktoptimierung genutzt werden kann.
Kostenfreie Beratung
Wir stehen Ihnen jederzeit mit unseren Spezialisten zur Verfügung, um flexibel auf Ihre Anforderungen und Wünsche einzugehen.
Dr. Michael Elbs, Geschäftsführer
Gebäudeschwingungen
Drohen Beeinträchtigungen für Mensch, Maschine oder Gebäude?
Durch Bauarbeiten, vorbeifahrenden Verkehr, aber auch durch den Betrieb stationärer Maschinen, wie z.B. Pressen können Erschütterungen oder Vibrationen in Gebäude eingeleitet werden und dadurch die Gesundheit und das Wohlbefinden von Menschen beeinträchtigen, die Funktion empfindlicher Fertigungsmaschinen oder Messmaschinen stören und im Extremfall zu Gebäudeschäden führen. Zur Erfassung und Bewertung von Gebäudeschwingungen führen wir für Sie Erschütterungsmessungen nach DIN 4150 durch und beraten Sie gerne auch bei der Entwicklung von Abhilfemaßnahmen.