Kritische Belastungen, störende Geräusche per Schwingungsanalyse vorhersagen
Mit einer Schwingungsanalyse werden Belastungsspitzen und mögliche Störgeräusche früh im Produktentwicklungsprozess untersucht. Viele technische Produkte unterliegen schwingenden Anregungen, wie z. B. PKW auf einer Schlechtwegestrecke oder Waschmaschinen im Schleuderprogramm. Durch die schwingende Anregung bzw. diese Aufschwingvorgänge kommt es zu wechselnden Materialbelastungen, für die die Bauteile dimensioniert werden müssen. Durch das Schwingen der Bauteile kann es zudem zu unangenehmen Geräuschen oder zum Klappern kommen. Auch wenn einige dieser Akustik-Phänomene aus technischer Sicht irrelevant sind, so können sie jedoch die wahrgenommene Produktqualität negativ beeinflussen. Um dies bereits im Vorfeld möglichst auszuschließen nutzt man die Schwingungsanalyse.
Eigenfrequenzanalyse / Anregungsfrequenz
Wie hilft die Schwingungsanalyse, dem entgegenzutreten? Die Eigenfrequenzen der Bauteile oder Baugruppen stellen ein besonders kritisches Moment dar. Werden Bauteile in ihrer Eigenfrequenz zum Schwingen angeregt, weil die Anregungsfrequenz gleich der Eigenfrequenz des Bauteils ist, kommt es zu einem Aufschwingen des Bauteils bzw. zu einem Aufschwingvorgang und damit zu einer Überhöhung des Schwingweges und einer Erhöhung der Materialbelastung. Der Schwingweg wird hierbei nur durch die Materialdämpfung oder Reibung begrenzt.
Nutzen der Schwingungsanalyse: Eigenfrequenzen beseitigen/eliminieren
M.TEC setzt die Schwingungsanalyse in der Produktentwicklung ein, um schwingende Systeme zu analysieren und zu dimensionieren. Unter Einbeziehung der Simulation können hierbei die Übertragungswege aufgezeigt, die Schwingwege und die Materialbelastungen ermittelt und durch den Einsatz der Strukturoptimierung in kritischen Frequenzbereichen die Eigenfrequenzen eliminiert werden.
Teilaspekte der Schwingungsanalyse
- Eigenfrequenzanalyse
- Simulation des Aufschwingvorgangs
- Prognose des Schwingweges
- Ermittlung der Materialbelastung im eingeschwungenen Zustand
- Analyse des Schwingverhaltens
- Strukturoptimierung
- Verringerung des Schwingweges
- Auslöschung von Eigenfrequenzen in kritischen Frequenzbereichen