Experimentelle Strukturdynamik und Akustik

Modernste Messtechnik, flexible Sensorsysteme und leistungsfähige Analyseverfahren

Mehrkanaliges Datenerfassungssystem im Akustikraum

Berührungslose Schwingungsmessung mittels 3D Laservibrometer

Schwingungsmode eines multiaxialen Schwingtisches (MAST)

Mit modernster Messtechnik, flexiblen Sensorsystemen und leistungsfähigen Analyseverfahren unterstützen wir Industrie und Forschung bei der Schwingungs- und Geräuschanalyse, der Schallquellenidentifikation sowie der Bewertung und Optimierung von Bauteilen und Strukturen. Unser Leistungsspektrum umfasst unter anderem Modalanalyse, Betriebsschwingformanalyse, akustische Holographie und Beamforming, zerstörungsfreie Prüfmethoden wie Schallemissionsverfahren, elektromechanische Impedanzmessungen sowie die dynamische Charakterisierung von Elastomerlagern, Kabeln und Schlauchleitungen. Damit schaffen wir die Grundlage für eine zuverlässige Strukturüberwachung, effiziente Schadensdetektion und die Entwicklung leiser, vibrationsarmer Produkte.

Innovative Strukturdynamik: Modernste Prüfverfahren für leise, sichere und langlebige Produkte 

Von der Messtechnik bis zur Analyse – wir helfen, Lärmquellen zu identifizieren, Vibrationen zu reduzieren und Strukturen nachhaltig zu optimieren.

Mit unserer langjährigen Erfahrung und durch den Einsatz modernster Messtechnik sowie angepasster Analyseverfahren bieten wir ein umfassendes Spektrum im Bereich experimentelle Strukturdynamik.

Messtechnik:

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

Analyseverfahren:

  • Experimentelle Modalanalyse, Betriebsschwingformanalyse, Ordnungsanalyse und Transferpfadanalyse
  • Analyse von Strukturschwingungen im Zeit- und Frequenzbereich
  • Programmierung von automatisierten Analysealgorithmen

Anwendungsbeispiele

 

Experimentelle Strukturanalyse von Leichtbaustrukturen

Experimentelle und Simulative Bewertung der Strukturdynamik

 

ALBACOPTER®: elektrifizierte Transportdrohnen

  • Aerodynamische Auslegung
  • Integration von Sensorsystemen 
 

Leistungsfähigkeit, Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit von Brennstoffzellsystemen

Entwicklungsbegleitendes Testen und Validieren von Brennstoffzellsystemen

Intelligente Akustik: Fortschrittliche Mess- und Analyseverfahren für effiziente, nachhaltige und zukunftsorientierte Lösungen

Von modernster Messtechnik bis zu intelligenten Analyseverfahren – wir lokalisieren Schallquellen, automatisieren Auswertungen und entwickeln nachhaltige Lösungen.

Unsere Experten im Bereich Akustik befassen sich mit der Schallmessung, der akustischen Bewertung von Schallquellen und der ortsbezogenen Identifikation von Schallquellen.

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 Körperschall und Luftschall im Zeit- und Frequenzbereich
  • Programmierung von automatisierten Analysealgorithmen

Anwendungsbeispiele

 

ReinluftAkustik - Schnelle Auslegung, Umsetzung und Validierung aktiver Schallschutzmaßnahmen 

Active Noise Control zur Schallreduktion bei Luftfiltergeräten

 

viaMeta: Neue Leichtbaupotenziale durch vibroakustische Metamaterialien

Innovative Strukturkonzepte für leichte, effiziente Fahrzeuge ohne Zugeständnisse bei Komfort oder Leistung

 

Low-Cost Schallintensitätsscanner

Bestimmung der dreidimensionaler Schallausbreitung

Strukturüberwachung und Schadensdetektion: Präzise Analyse für nachhaltige, effiziente und sichere Lösungen

Von Schallemissionsverfahren bis zur Impedanzanalyse – wir erkennen Materialschäden frühzeitig, bewerten Risiken und sichern die Einsatzfähigkeit Ihrer Strukturen.

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

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

Anwendungsbeispiele

 

HyMon: Intelligente Tanks für Wasserstoff-Fahrzeuge

Sensorbasierte Zustandsüberwachung von automobilen Wasserstoff Druckbehältern

 

Inline-Monitoring

Schwingungsbasierte Strukturüberwachung mittels eines adaptiven EMI-Messkopfes

 

Verfügbarkeit von Maschinen und Anlagen steigern - kooperative Analyse

Smart Maintenance - in der Instandhaltung auf zielgerichtete Maßnahmen setzen

Dynamische Charakterisierung von Elastomerlagern, Kabeln und Schlauchleitungen: Präzise Kennwertermittlung für zuverlässige Simulation und NVH-Optimierungen

Von Fahrwerkslagern bis zu Hochvoltkabeln – wir bestimmen dynamische Steifigkeit, Verlustwinkel und Übertragungsverhalten, um Schwingungen gezielt zu analysieren und Bauteile effizient auszulegen.

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.

Anwendungsbeispiele

 

Hochfrequente Charakterisierung und numerische Simulation von Elastomerlagern.

Dynamische Elastomercharakterisierung und Elastomermodellierung