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Professionelle Schwingungsanalysen für Ihr Projekt

Weisen Ihre Maschinen oder Produkte unerwartet hohe Schwingungspegel auf? Möchten Sie daraus resultierende Schäden und Verschleißerscheinungen vermeiden, den Komfort steigern und Lärm reduzieren? Profitieren Sie von unserer über 25-jährigen Erfahrung aus Projekten für Maschinenbau, Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Anlagenbau, Elektrotechnik und Medizintechnik. Wir sind Ihr zuverlässiger und kompetenter Partner für Schwingungsmessung in Deutschland und weltweit. Mittels modernster Messtechnik führen unsere erfahrenen Ingenieure auf Ihr Produkt angepasste Vibrationsmessungen für jede mechanische Aufgabenstellung durch. Von den Erkenntnissen der Schwingungsprüfung leiten wir konstruktive Vorschläge für die gezielte Optimierung Ihrer Produkte und Prozesse ab. Besonderes Augenmerk legen wir auf die detaillierte Analyse der aufgezeichneten Messdaten, unter anderem auch durch das Zusammenführen von Simulation und Messung.

ISMB bietet Ihnen eine Vielzahl unterschiedlicher Serviceleistungen rund um die Untersuchung des Schwingungsverhaltens Ihrer Produkte. Um den hohen Anforderungen unserer Kunden gerecht zu werden, erhält jeder Auftrag eine auf die individuelle Aufgabe angestimmte Herangehensweise. So gewährleisten wir optimale Ergebnisse und höchste Kundenzufriedenheit.

Vibrationsmessung

Schwingungsmessungen spielen praktisch überall in der Industrie eine wichtige Rolle. Von großen Fertigungsanlagen bis zu kleinen Elektrogeräten ist die genaue Kenntnis des Schwingungsverhaltens unabdingbar. Typische Anwendungsbereiche sind die strukturdynamische Auslegung von Bauteilen im Rahmen der Produktentwicklung, die wirtschaftliche Optimierung von Maschinen und Prozessen sowie die Maximierung der Nutzungsdauer.
Die Messmethoden sind dabei vielfältig. Im Folgenden erhalten Sie einen Überblick über die Dienstleistungen, die ISMB im Rahmen der Schwingungsmessung anbietet.

Schwingungsmessungen - Projektbeispiele

Stirnradgetriebe 1
Stirnradgetriebe
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Tilgerauslegung 2
Tilgerauslegung
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Positionierruettler 1
Positionierrüttler
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Positioniermotor 2
Positioniermotor
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Humanschwingungen Motorsaege 1
Humanschwingungen
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Betriebsschwingungsmessung

Unerwünschte Schwingungen identifizieren und dauerhaft reduzieren

Auch im regulären Betrieb treten bei allen Maschinen Vibrationen bzw. Schwingungen auf. Dabei ist zu unterscheiden zwischen erwünschten und unerwünschten Schwingungen. Der Schwingungspegel kann erheblichen Einfluss auf Lautstärke, Langlebigkeit und Sicherheit von Maschinen und Anlagen haben. Sind die auftretenden Vibrationen zu stark, ist daher schnelles Handeln gefragt, um die Sicherheit und spezifizierte Lebensdauer der betreffenden Maschine oder Anlage zu gewährleisten.
Im Rahmen der Schwingungsprüfung identifizieren wir die Ursachen und Auswirkungen von Maschinenschwingungen. Mithilfe modernster Messtechnik führen wir zielgerichtete Messungen der auftretenden Schwingungen durch. Anschließend wird das beobachtete Schwingungsverhalten von unseren erfahrenen Ingenieuren eingehend analysiert. Basierend auf den Messergebnissen lassen sich fundierte Aussagen über das Schwingungsverhalten Ihrer Maschine machen.

Wir unterstützen Sie bei der Entwicklung von Konzepten, um den Schwingungspegel zu verringern bzw. unerwünschte Resonanzen zu verhindern und die zulässigen Schwingungen Ihrer Maschinen einzuhalten.

Experimentelle Modalanalyse

Wie reagieren Objekte auf äußere Kräfte?

Jedes Bauteil, jede Maschine oder Anlage verfügt über charakteristische Eigenfrequenzen und Eigenschwingungsformen, die ihr Schwingungsverhalten bestimmen. Wird ein Objekt von einem äußeren oder inneren Erreger mit einer Anregungsfrequenz in Schwingung versetzt, die in der Nähe dieser Eigenfrequenzen liegen, können große Schwingungsamplituden entstehen, es bilden sich Resonanzen aus. Diese Resonanzschwingungen können im ungünstigen Fall zur Beschädigung bis hin zur Zerstörung des Objekts führen. Derartige Eigenfrequenz-Resonanz-Erscheinungen sollten deshalb vermieden bzw. schwingungsoptimierte Systeme konstruiert werden. Hierfür müssen zunächst die Eigenfrequenz bzw. die Resonanzfrequenz gemessen werden.

Praktische Modalanalyse: Shaker

Zu diesem Zweck bieten wir experimentelle Modalanalysen des Schwingungsverhaltens Ihrer Produkte an. Das Prüfobjekt wird dabei durch äußere Kräfte in Erregung versetzt. Meist verwenden wir dazu einen geeigneten Impulshammer, um den Prüfling künstlich in Schwingung versetzen. Je nach Bedarf setzen wir bei der Modalanalyse Shaker ein. Basierend auf den erfassten Übertragungsfunktionen erstellen wir ein Modalmodell , von dem sich präzise Aussagen über das Schwingungsverhalten Ihrer Maschinen, Anlagen oder auch Komponenten ableiten lassen.

Selbstverständlich bleibt der Prüfling bei diesem Prozess unversehrt. Je nach Situation bietet sich statt einer experimentellen auch eine rechnerische oder numerische Modalanalyse an, also eine digitale Simulation des Schwingungsverhaltens mittels FEM.

Anwendungsbereiche

In vielen Bereichen ist es von Vorteil oder sogar unabdingbar, das Schwingungsverhalten von Komponenten oder Systemen genau zu kennen. Bei der Konstruktion von Motorgehäusen und Flugzeugtragflächen ist die Modalanalyse daher ebenso relevant wie für den Bau von Haushaltsgeräten. Zudem spielen Betriebsschwingungsanalysen bzw. Modalanalysen im Maschinenbau eine wichtige Rolle, um Anlagen ideal an ihren Einsatzzweck anzupassen.
Lebensmittelmuehle 1
Lebensmittelmühle
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Kostenfreie Beratung

Wir stehen Ihnen jederzeit mit unseren Spezialisten zur Verfügung, um flexibel auf Ihre jeweiligen Anforderungen und Wünsche einzugehen.

Michael Elbs, Geschäftsführer

+49 8341 966 127-0Mo - Fr   9:00 - 17:00 Uhrinfo@ismb.de
Michael Elbs

Vibrations-Tests

Welche Schwingungen halten meine Bauteile aus?

In vielen Branchen muss die Vibrations-Resistenz von Bauteilen überprüft werden, bevor diese verkauft bzw. verbaut werden können. Es muss sichergestellt sein, dass sie den jeweiligen Anforderungen in struktureller und sicherheitstechnischer Hinsicht genügen. Dabei kann sowohl ihre Integrität unter typischer Dauerbelastung als auch in Extremsituationen relevant sein.

Mithilfe von Rütteltests bzw. Vibrationstests lassen sich Bauteil-Vibrationen messen und Optimierungspotenziale ableiten. Dazu befestigen wir den Prüfling auf einer speziell für Ihre Anwendung entwickelten Vorrichtung, die mit vorgegebenen Anregungsspektren zum Vibrieren gebracht wird, um die zu erwartenden Umwelteinflüsse authentisch nachzubilden. In ähnlicher Weise lassen sich mechanische Schocktests durchführen, um die strukturelle Beschaffenheit von Bauteilen zu untersuchen.

Unsere Vibrations-Shaker-Tests bieten Ihnen verschiedene Vorteile. Zum einen gewährleisten sie die Integrität Ihrer Produkte und nach bestandenem Test können Sie sicher sein, dass sie den Belastungen in ihrem vorgesehenen Einsatzbereich standhalten. Zum anderen helfen Vibrationstests/Shaker-Tests bei der Aufdeckung etwaiger Schwachstellen in Ihren Konstruktionen, um diese anschließend zielgerichtet zu beheben.

Anwendungsbereiche

Unter anderem sind Schocktests und Vibrationstests im Automotive-Bereich weit verbreitet. Elektronische Komponenten für Autos, die später ständigen Vibrationen ausgesetzt sind, werden per Schwingungsprüfung mit Shaker auf ihre Belastbarkeit und Haltbarkeit geprüft.

Signalanalyse

Wie werden Messdaten korrekt interpretiert?

Die detaillierte Auswertung vorliegender Messdaten ist aus unserer Sicht ein entscheidender Schritt zur Lösung von Schwingungsaufgaben. Nur wenn die gemessenen Schwingungen korrekt interpretiert werden, können Problemursachen identifiziert und Optimierungspotenziale aufgedeckt werden. Das komplexe Aufgabenfeld der Signalanalyse gehört daher zu den Kernkompetenzen von ISMB.
Basierend auf Frequenzanalysen lassen sich mithilfe aufgabenspezifischer Signalanalyse die dynamischen Eigenschaften eines Systems extrahieren. So kann unter anderem genau untersucht werden, wie das System auf vorliegende Anregungsfrequenzen reagiert. Zur Signalanalyse von zeitinvarianten und zeitvarianten Schwingungsgrößen nutzen wir unter anderem folgende Verfahren:
  • Spektralanalyse: FFT, Autospektren, Übertragungsfunktionen mit Phasenbezug, Kohärenzfunktionen
  • Wasserfall- oder Sonogramm-Darstellung der zeitlichen oder drehzahlabhängigen Entwicklung von Spektren
  • Ordnungsanalyse, Campbell-Darstellung, Ordnungsschnitte, Vold-Kalman-Filterung, Resampling
  • Wavelet-Analyse
  • Drehzahlerfassung aus Analog- oder TTL-Signal; alternativ: Ableitung des Drehzahlverlaufs aus geeigneten Schwingungssignalen
  • Hüllkurvenanalyse, Hilbert-Transformation
  • Cepstrumanalyse
  • Darstellung von Betriebsschwingformen auf Drahtgittermodellen (ODS)
  • Expansion von gemessenen Schwingungsformen auf FE-Modelle
  • Filterung der Messdaten mit Tief-, Hoch-, Bandpass
  • Analyse von Schwingungsorbits
Mit diesen Methoden bewerten wir auch instationäre sowie stark transiente Ereignisse, wie zum Beispiel Schalt- oder Stoßvorgänge.

Anwendungsbereiche

Die Anwendung der Signalanalyse erstreckt sich über beinahe sämtliche Arten von Schwingungsaufgaben. Wenn schwingungsbedingte Probleme an Fahrzeugen oder industriellen Anlagen auftreten, ist sie meist zentraler Bestandteil der Problemlösung. Die Signalanalyse kann zudem bei der Optimierung von Fertigungsprozessen von Bedeutung sein, etwa wenn Produkte nicht die erwarteten Eigenschaften aufweisen oder durch die beteiligten Maschinen beschädigt werden.
Mobilkran 2
Mobilkran
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Validierung/Korrelation von Test und FEM

Wie wird die Richtigkeit von FEM-Simulationen gewährleistet?

Eine wichtige Funktion von Schwingungsmessungen ist die FEM-Modell-Validierung. FEM steht für Finite Elemente Methode und stellt ein virtuelles Simulationsverfahren für das Schwingungsverhalten von Objekten dar. Die FEM-Analyse ist ein weit entwickeltes und zuverlässiges Verfahren. Als wichtige Ergänzung bietet die Validierung von FEM-Simulationen ein zusätzliches Maß an Sicherheit hinsichtlich der Korrektheit der Ergebnisse.
Im Rahmen der FEM-Validierung vergleichen wir Simulationsergebnisse mit realen Messungen. Diese Gegenüberstellung gibt Aufschluss darüber, inwiefern Näherungen, Unschärfen und Annahmen im Modell die Simulationsergebnisse beeinflussen. Umgekehrt wird der Einfluss der in der Realität angewendeten Messverfahren auf die Ergebnisse aufgezeigt. Auf diese Weise ermöglicht die Validierung von Simulationsmodellen/FEM eine zuverlässige und präzise Analyse des Schwingungsverhaltens Ihrer Maschinen und Produkte.
Kostenfreie Beratung

Wir stehen Ihnen jederzeit mit unseren Spezialisten zur Verfügung, um flexibel auf Ihre jeweiligen Anforderungen und Wünsche einzugehen.

Michael Elbs, Geschäftsführer

+49 8341 966 127-0Mo - Fr   9:00 - 17:00 Uhrinfo@ismb.de
Michael Elbs

Gebäudeschwingungen

Drohen Beeinträchtigungen für Mensch, Maschine oder Gebäude?

Durch Bauarbeiten, vorbeifahrenden Verkehr, aber auch durch den Betrieb stationärer Maschinen, wie z.B. Pressen können Vibrationen in Gebäude eingeleitet werden und dadurch Gesundheit und Wohlbefinden von Menschen beinträchtigen, die Funktion empfindlicher Fertigungsmaschinen oder Messmaschinen stören und im Extremfall Gebäudeschäden verursachen. Zur Erfassung und Bewertung von Gebäudeschwingungen führen wir für Sie Erschütterungsmessungen gemäß DIN 4150 durch und beraten Sie gerne auch bei der Entwicklung von Abhilfemaßnahmen.