Structural dynamics

Strukturdynamik

Alle Strukturen sind physikalischen Kräften unterworfen, die ihr Leistungsverhalten beeinflussen. Sie sollen ausreichend robust, jedoch nicht überdimensioniert sein.

Alle Strukturen, ob groß oder klein, sind physikalischen Kräften unterworfen, die ihr Leistungsverhalten beeinflussen. Vom Blatt einer Offshore-Windturbine, das vom Sturm gerüttelt wird, bis hin zum Ingenieurbauwerk, das sich unter dem Fußgängerverkehr verbiegt, stellen diese Kräfte die Integrität der Struktur auf die Probe. Natürlich müssen Strukturen ausreichend belastbar und stabil sein, eine Überdimensionierung kann jedoch ebenso unnötig wie kostspielig sein – insbesondere, wenn das Gewicht ein wichtiger Faktor ist. Manche Strukturen, wie z.B. Motorlager, dürfen auch nicht zu starr sein. Sie müssen Schwingungen absorbieren, um maximalen Komfort zu bieten. Ingenieure müssen wissen, wie sich Strukturen unter Belastung verhalten, damit sie Konstruktionen optimieren, die strukturelle Integrität überwachen und die Leistung maximieren können.

Strukturanalyse

Um das Verhalten einer Struktur zu verstehen, müssen wir analysieren, wie sie auf Kräfte reagiert. Durch das Anregen der Struktur mit einem Hammer oder einem elektrodynamischen Schwingerreger und die Messung der Strukturantwort mit Beschleunigungsaufnehmern können ihre Moden und Eigenfrequenzen beschrieben werden. Techniken wie Operational-Modalanalyse (OMA) und Betriebsschwingformanalyse (ODS) werden an der im Betrieb befindlichen Struktur ausgeführt und ergeben ein realistisches Bild ohne künstliche Anregung.

Import von Finite-Element-Modellen

Da Strukturen häufig mithilfe von Finite-Element-Modellen (FE) entworfen werden, ist ein reibungsloser Datenaustausch von großem Nutzen. Durch den Import detaillierter FE-Designmodelle können Sie einfachere Prüfmodelle erstellen, die sehr genau sind. Dies hilft Ihnen dabei, Beschleunigungsaufnehmer an den geeignetsten Stellen anzubringen, um die besten Ergebnisse zu erhalten. Mit FE-Modellierprogrammen lässt sich das Strukturverhalten eines Produkts vorhersagen und simulieren. Zur Validierung müssen jedoch Vergleiche mit realen Daten durchgeführt werden. Ein wichtiger Schritt der Strukturprüfung besteht deshalb darin, die Prüfdaten auf möglichst einfache Weise in FE-Modelle zurück zu importieren.

  • Betriebsschwingformanalyse

    Die Betriebsschwingformanalyse (Operating Deflection Shapes - ODS) ist eine sehr vielseitige Anwendung zur Bestimmung der Schwingungsmuster von Maschinen und Strukturen unter verschiedenen Betriebsbedingungen.

  • Klassische Modalanalyse

    Die klassische Modalanalyse ergibt ein Modell des dynamischen Verhaltens einer Struktur, indem man die Struktur mit messbaren Kräften anregt und den Quotienten aus Antwort und Anregung bestimmt.

  • Standschwingungstests

    Virtuelle Simulationen beim Entwicklungsprozess von Flugzeugen haben einen dramatischen Aufschwung erlebt. Physikalische Prüfungen leisten jedoch weiterhin einen entscheidenden Beitrag zur Modellierung von Modellen und zum Verständnis der Struktureigenschaften neuer Materialien und Herstellungsprozesse.

  • Operative Modalanalyse (OMA)

    Bei der operativen Modalanalyse (OMA) werden nur die Antwortsignale einer schwingungsfähigen Struktur gemessen, während aus der Umwelt stammende oder mit dem Betrieb verbundene Kräfte als Erregersignale genutzt, aber nicht gemessen werden.

  • Structural Health Monitoring (SHM)

    By performing long-term continuous Structural Health Monitoring (SHM) it is possible to monitor and track a structure’s state and carry out condition-based maintenance to ensure structural integrity.

  • Test-FEA-Integration

    Die Integration von Tests und Finite-Element-Analyse (FEA) ist eine Kerndisziplin der Strukturanalyse.

  • Shock Response Spectrum (SRS)

    The Shock Response Spectrum (SRS) is used to determine the damage potential of components and systems from transient events, such as pyroshocks, in order to ensure their survival in known environments.