3D-Laservibrometer
Final Report Abstract
Die Professur für Dynamik und Mechanismentechnik hat einen Forschungsschwerpunkt in der Modellbildung und Simulation von Schwingungsphänomenen an Maschinen und Fahrzeugen. Die theoretische Systembeschreibung erfolgt stets auf Grundlage vereinfachender Annahmen und begrenzt gültigen Parametersätzen, die im Regelfall zu Unsicherheiten in den Ergebnissen der Systemanalyse führen. Besonders Nichtlinearitäten und Dämpfung sind hierbei schwer theoretisch zu ermitteln. Experimentelle Untersuchungen sind daher unverzichtbar um Annahmen und Ergebnisse der theoretischen Systembeschreibung zu verifizieren. Das im Rahmen des Großgeräteantrags beschaffte Laservibrometer wurde in den letzten Jahren vor allem zur Verifizierung und Validierung von mechanischen Systembeschreibungen eingesetzt. Das Hauptanwendungsgebiet war die Durchführung experimenteller Modalanalysen an Bauteilen und Baugruppen. Neben einer Vielzahl an Modalanalysen an verschiedenen Bauteilen und Leichtbaustrukturen (Composite-Balken, Turbinen, Silizium-Wafer …), wurden wichtige Forschungsergebnisse mit der Analyse der Strukturdynamik eines Triebdrehgestells eines Regionalzuges erbracht. Diese Forschung erfolgte in einem Kooperationsprojekt mit einem großen Schienenfahrzeughersteller. In diesem Projekt wurden der Rahmen des Drehgestells, der Antriebsstrang, sowie das Getriebegehäuse experimentell untersucht. Die gewonnenen Ergebnisse wurden genutzt, um Berechnungsmodelle zu verifizieren, Dämpfungsparameter zu bestimmen sowie nichtlineares Verhalten aufzudecken. Ziel der Untersuchungen an diesem Triebdrehgestell ist die Körperschallbeschreibung mittels der elastischen Mehrkörpersimulation bis in den akustischen Frequenzbereich. Daneben wurden Messdaten des Laservibrometers genutzt, um einen innovativen Ansatz zur Einbindung experimentell gewonnener Daten in eine elastische Mehrkörpersimulation zu erarbeiten. Diese Vorgehensweise ermöglicht es, gemessene Eigenmoden komplexer mechanischer Strukturen, direkt als modale Ansatzfunktionen für einen elastischen Körper in der Mehrkörpersimulation zu verwenden. Damit kann eine aufwendige Modellbildung mittels Finiter-Elemente umgangen werden. Daneben wurde das Laservibrometer zur Schwingungsuntersuchung an Ultraschallsonden sowie an Fügeprozessen eingesetzt.
Publications
- Approach for Modeling Flexible Bodies based on Experimental Data with Utilization in Elastic Multibody Simulation, ECCOMAS Thematic Conference on Multibody Dynamics, Prag, Juni 2017
Lein, C.; Woller, J.; Hopf, H.; Beitelschmidt, M.
- Challenges in Modeling Flexible Bodies based on Experimental Data with Utilization in Elastic Multibody Simulation, Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics, July 2017
Lein, C.; Beitelschmidt, M.; Woller, J.
(See online at https://doi.org/10.1002/pamm.201710046)
