Was ist Maschinendynamik?
Schwingungen treten aus den verschiedensten Gründen in allen Maschinen und Anlagen auf und haben häufig zur Folge, dass die Lebensdauer abnimmt oder die Schallabstrahlung unzulässig groß wird. Die rechnerische und messtechnische Erfassung von Schwingungsvorgängen und des angekoppelten akustischen Verhaltens, die Beurteilung ihrer Auswirkungen und die Lebensdauerbewertung ihrer Komponenten gehören zu den Hauptaufgaben des Labors.
Ziel in der Lehre ist es, mit modernen Messeinrichtungen den Studierenden eine dem aktuellen Stand der Technik entsprechende praxisnahe Ausbildung in der Schwingungstechnik, Maschinendynamik und Strukturanalyse sowie der Akustik zu vermitteln.
Lehre im Labor
Im Modul „Angewandte Dynamik“ im Bachelor-Studiengang Maschinenbau werden die Grundlagen der Schwingungslehre und Maschinendynamik praxisnah vermittelt.
Die Inhalte werden neben theoretischen Grundlagen anhand von einfachen Beispielen programmiertechnisch vertieft und durch experimentelle Anteile ergänzt.
Folgende Praktika werden hierzu angeboten:
- Experimentelle Eigenfrequenzbestimmung (Wege zur Modalanalyse)
- PC-gestützte Schwingungsmesstechnik an versteiften Platten
- Schwingungsberechnung mittels FEM
- Messungen mit der Hydropulsanlage und der High-Speed-Kamera
- Schalldruck, Schallintensität und akustische Kamera
Forschung im Labor
Das Labor befasst sich in der Forschung unter anderem mit folgenden Themen:
- Numerische Akustik
- Weiterentwicklung neuer Berechnungsverfahren für die numerische Akustik (Modellreduktionstechniken, IGA)
- Dynamische Materialcharakterisierung verschiedener Werkstoffe (Elastomere, Guss, Kupfer, Papier)
Es werden eine Vielzahl von Projekten mit Bezug zur Maschinendynamik, Akustik und Strukturanalyse bearbeitet. Dabei werden Themen aus dem Bereich der Messdatenerfassung und -verarbeitung als auch Aufgabenstellungen mit theoretischem Schwerpunkt aufgegriffen.
- Allgemeine Schwingungsmesstechnik
- Maschinengeräusche, numerische und experimentelle Akustik
- Experimentelle Modalanalyse/Strukturanalyse
- Maschinenzustandsüberwachung und Schadensfrüherkennung
- Anwendung der Dehnungsmessstreifen-Technik
- Schwing- und Betriebsfestigkeit
Unsere Kompetenzen
Laborausstattung
Es stehen dem Labor folgende Einrichtungen zur Verfügung:
- Hydropulsanlagen für Schwingungsfestigkeitsversuche
- Reflexionsarmer Raum für Schallfeldmessungen
Messeinrichtungen
Schwingungserreger
- Hydropulsanlage mit IST 8800 Steuer- und Regelelektronik, Instron GmbH, für Ansteuerung je eines
- 100 kN / 16 kN / 7 kN Längszylinder und
- eines 4 kNm Drehzylinder
- Elektrischer Schwingungserreger bis 45N mit Verstärkereinheit Typ 4809 und Typ 2706, Brüel & Kjaer GmbH
- Beschleunigungskalibriergerät Typ 4294, Brüel & Kjaer GmbH
- Diverse Impulskrafterreger
- Einrichtungen zur Erfassung und statistischen Verarbeitung von DMS-Daten zur Ermittlung von Betriebslasten (statisch als auch dynamisch).
Messaufnehmer
- Schwingungsmesser Typ 2513 mit Hand-Arm-Beschleunigungsaufnehmer
- Mehrere Triaxialbeschleunigungsaufnehmer, z.B. Brüel & Kjaer Typ 4326
- Laservibrometer und Rotationsvibrometer, Polytec GmbH
- Verschiedene Beschleunigungsaufnehmer
Messgeräte
- Pulsersystem, Brüel & Kjaer GmbH
- 3-Kanal und 1-Kanal Trägerfrequenzmessverstärker mit DMS-Zubehör
- A/D-Wandlerkarten z. B. NI DAQ 6024 mit entsprechenden Beschleunigungssensoren
- Akustische Kamera: SoundCam Bionic M Mikrofonarray, CAE Software und Systems GmbH
- Akkustische Kamera:Ring 32 AC Mikrofonarray, gfai tech GmbH
- Programmierbarer Schallpegelmesser mit Peripherie, Brüel & Kjaer GmbH
- Schallintensitätsmessgerät Typ 4433, Brüel & Kjaer GmbH
- Dynamischer Signalanalysator Typ 35660 mit diversen Beschleunigungsaufnehmer, Hewlett Packard Inc.
- High-Speed-Camera UX50 und AX 200, Photron Deutschland GmbH
- High-Speed-CameraHCC-100, Allied Vision Technologies GmbH (VDS Vosskuehler GmbH)
- IRIS M Motion Amplification System, RDI Technologies Inc.
