Anwendungsbeispiel zur SCHWINGUNGSPRÜFUNG

Berührungslose Messung der Modalform (3D-Schwingform) eines Flügels mittels DIC

Mittels hochauflösendem Q400 DIC Kamerasystem wird die Modalform eines Flügels (Flugzeugmodell) gemessen. Das Flugzeugmodell wird dabei mit einem elektrodynamischen Shaker bei der ersten Eigenfrequenz von 83Hz der Flügel angeregt.
Die Aufnahme der hochauflösenden Kamerabildsequenz erfolgt zusammen mit unserem StrobeCAM Triggersystem und einer Bildrate von nur 10Hz. Das Q400-System misst daraus die 3D-Deformation mit hoher Genauigkeit und Ortsauflösung.
Die in der DIC-Software Istra4D integrierten Auswertemodule berechnen aus den gemessenen Verschiebungen automatisch die Eigenfrequenzen und Modalformen des Flügels.

Dieses Anwendungsbeispiel zur Schwingungsanalyse zeigt, daß mit nur 10Hz Bildaufnahmerate und einer phasensynchronen Kameratriggerung die 3D-Modalformanalyse auch bei Schwingungsfrequenzen von bis 2kHz möglich ist. Der Einsatz von teuren Hochgeschwindigkeitskamera ist für diese Anwendung nicht notwendig.

Wozu wird die Modalformanalyse durchgeführt ?

Die Modalformanalyse wird durchgeführt, um die Eigenfrequenzen, Eigenmoden und Dämpfungsverhalten eines mechanischen Systems zu bestimmen. Diese Analyse liefert wichtige Informationen über die dynamischen Eigenschaften des Systems und wird in verschiedenen Anwendungen eingesetzt:

Strukturdynamik

In der Strukturdynamik werden Modalformanalysen durchgeführt, um das Schwingverhalten von Strukturen zu charakterisieren. Dies ist besonders wichtig für Bauwerke, Brücken, Gebäude, Fahrzeuge und andere Strukturen, um sicherzustellen, dass sie den Anforderungen an Stabilität, Festigkeit und Zuverlässigkeit entsprechen.

Fahrzeugtechnik

In der Fahrzeugtechnik werden Modalformanalysen durchgeführt, um das Schwingverhalten von Fahrzeugen wie Autos, Zügen, Flugzeugen und Schiffen zu verstehen und zu optimieren. Dies trägt zur Verbesserung von Fahrkomfort, Sicherheit und Leistung bei.

Luft- und Raumfahrt

In der Luft- und Raumfahrttechnik werden Modalformanalysen verwendet, um das dynamische Verhalten von Flugzeugen, Raketen, Satelliten und anderen Luft- und Raumfahrzeugen zu charakterisieren. Dies hilft bei der strukturellen Optimierung und der Reduzierung von Vibrationen während des Betriebs.

Maschinenbau

Im Maschinenbau werden Modalformanalysen durchgeführt, um das Schwingverhalten von Maschinen und Anlagen zu untersuchen. Dies ist wichtig für die Vermeidung von Schwingungsproblemen, die zu vorzeitigem Verschleiß, Fehlfunktionen oder Sicherheitsrisiken führen können.

Produktentwicklung

In der Produktentwicklung werden Modalformanalysen eingesetzt, um das dynamische Verhalten von Produkten wie elektronischen Geräten, Haushaltsgeräten, Werkzeugmaschinen und anderen Produkten zu bewerten. Dies hilft bei der Optimierung des Designs und der Verbesserung der Produktleistung und Zuverlässigkeit.

Insgesamt ermöglicht die Modalformanalyse eine detaillierte Charakterisierung der dynamischen Eigenschaften von mechanischen Systemen, was in verschiedenen Branchen zur Verbesserung von Produkten, Strukturen und Systemen genutzt wird.