Experimentelle Strukturdynamik und Akustik

Mit unserer langjährigen Erfahrung sowie dem Einsatz modernster Schwingungsmesstechnik und angepasster Analyseverfahren erfassen wir Schwingungen präzise und zuverlässig – entweder mit applizierten Sensoren oder berührungslos mittels Laser- und Kameramesstechnik.

Messtechnik:

• Mehrkanalige Datenerfassungssysteme für unterschiedliche Sensorik (Weg, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Schalldruck, Dehnung, Kraft, Drehmoment, Druck, Temperatur)
• Berührungslose Schwingungsmessung mittels 1D- und 3D-Laservibrometer und Kameramesstechnik
• Modulare Sensorsysteme zur flexiblen Anpassung an verschiedene Anforderungen
• Shaker- und Aktorsysteme sowie Impulshammer zur Schwingungsanregung
• Entwicklung und Umsetzung von prototypischen Prüfständen

Analyseverfahren:

• Experimentelle Modalanalyse, Betriebsschwingformanalyse, Ordnungsanalyse und Transferpfadanalyse
• Analyse von Strukturschwingungen im Zeit- und Frequenzbereich (Frequenzen, Amplituden und Dämpfung)
• Programmierung von automatisierten Analysealgorithmen für die Schwingungsanalyse

Unsere Experten im Bereich Akustik führen Schallmessungen im Hallraum, reflexionsarmen Raum, Halbraum oder beim Kunden vor Ort durch. Das Spektrum bzgl. der der akustischen Bewertung von Schallquellen und der ortsbezogenen Identifikation von Schallquellen reicht von Produkt-/Bauteilprüfungen bis hin zur Umweltakustik.

Messtechnik:

• Mehrkanalige Datenerfassungssysteme mit einer Vielzahl an Mikrofonen und Hydrofonen
• Kunstkopf-Messsystem zur binauralen, gehörgerechten Aufnahme von Schallsignalen
• Akustische Kamera mit unterschiedlichen Arrays
• Impedanzrohr zur Messung des Schallabsorptionsgrades
• Vergleichs- und Volumenschallquellen
• Akustikräume: Reflexionsarmer Raum, reflexionsarmer Halbraum und Hallraum

Analyseverfahren:

• Akustische Nahfeld-Holographie mittels Mikrofon-Array und Beamforming-Methode mittels akustischer Kamera zur Schallquellenortung
• Analyse von Schalldruck und Schallleistung im Zeit- und Frequenzbereich
• Programmierung von automatisierten Algorithmen für die Schallmessung und Schallanalyse

Im Bereich der Strukturüberwachung liegt der Fokus auf strukturdynamischen und akustischen Verfahren zur Lokalisation, Detektion und Bewertung von Struktur- und Materialschäden.

Schallemissionsverfahren (Acoustic Emission - AE):

• Zerstörungsfreie Prüfmethode, bei der durch mechanische Spannungen verursachte, hochfrequente elastische Wellen erfasst werden, um Materialfehler oder strukturelle Veränderungen zu erkennen
• Eingesetzt werden mehrkanalige AE-Datenerfassungssysteme mit einer Vielzahl möglicher Sensortypen und low-cost Piezosensoren
• Entwicklung von AE-Methoden für kundenspezifische Anforderungen und angepassten Einsatz in Forschungsvorhaben

Elektromechanische Impedanz (EMI):

• EMI nutzt die Wechselwirkung zwischen einem piezoelektrischen Sensor und der Struktur, um durch Frequenzverschiebungen oder Impedanzänderungen lokale Schäden frühzeitig zu detektieren
• Eingesetzt werden auf die Anwendung angepasste piezoelektrische Sensoren und EMI-Tastköpfe

Bewertung des Einsatzes von Zustandsüberwachungssystemen:

• Untersuchung hinsichtlich der Notwendigkeit und Auswahl, möglicher Schwachstellen des zu überwachenden Systems und des wirtschaftlichen Einsatzes

Von Elastomerlagern bis zu Hochvoltkabeln – wir bestimmen die dynamische Steifigkeit, Verlustwinkel und Übertragungsverhalten, um Schwingungen gezielt zu analysieren und Bauteile zu optimieren.

Zur Auslegung des NVH-Verhaltens von Elastomerlagern, Kabel und Schlauchleitungen werden am Fraunhofer LBF die dynamischen Kennwerte dieser Komponenten ermittelt und je nach Bedarf weiterführend für die numerische Simulation verwendet.

Dynamische Charakterisierung von Elastomerlagern:

• Untersuchung von Fahrwerkslagern, Motorlagern, Maschinenlagern und Lagern von Bauwerkskomponenten
• Ermittlung der dynamischen Steifigkeit und des Verlustwinkels bis 3000 Hz mittels eines Hochfrequenzprüfstandes

Dynamische Charakterisierung von Kabeln und Schlauchleitungen:

• Untersuchung von z.B. Hochvoltkabeln im Fahrzeugbau, Kabeln für Elektroinstallationen, Schlauchleitungen unter Innendruck  bei verschiedenen Temperaturen z.B. in Kühlkreisläufen und Rohrleitungskomponenten
• Ermittlung des Übertragungsverhaltens der Komponenten bis 2000 Hz mittels eines anpassbaren Prüfstandes