Troubleshooting und Grundursachenanalyse
Troubleshooting (Fehlersuche und -behebung) und Grundursachenanalyse im Bereich Schall und Schwingung. Bestimmung und Umsetzung von Abhilfemaßnahmen zur Problementschärfung.
Die Reduzierung von Produktschall und -schwingungen trägt dazu bei, die Anwendererfahrung des Produkts zu optimieren und sicherzustellen, dass das Produkt über seine erwartete Nutzungsdauer gemäß den Spezifikationen funktioniert. Dies gilt für die Entwicklung neuer Produkte, Bewertung von Produktänderungen und Untersuchung von Problemen mit vorhandenen Produkten. Zu den eingesetzten Strategien gehören die Suche nach und Behebung von spezifischen Problemen sowie die Grundursachenanalyse im Bereich Schall und Schwingung. Eine zentrale Aufgabe in diesem Prozess ist die Bestimmung und Umsetzung von Abhilfemaßnahmen zur Problementschärfung.
In Projekten zur Reduzierung des Betriebsgeräuschs von Produkten und Bestimmung der Grundursachen von Schall und Schwingung im Falle von Konstruktionsänderungen haben wir mit zahlreichen Kunden zusammengearbeitet. Auch an der Produktlebensdauer kann mit Methoden des Troubleshootings und der Grundursachenanalyse gearbeitet werden.
Hier finden Sie einige Projekte, bei denen wir mit Kunden zusammengearbeitet haben, um schall- und schwingungstechnische Probleme zu beheben und Abhilfemaßnahmen zu empfehlen:
Um die Schallpegel im Bedienstand eines Fahrzeugs wirksam zu steuern, ist es unabdingbar, genau zu verstehen, welche Teile des Fahrzeugs hier einen Beitrag leisten. Zum besseren Verständnis der dominanten Beiträge zu den Schalldruckpegeln im Bedienstand führten wir an einem Skidsteer-Lader eine SPC-Analyse (Source Path Contribution) durch. Die SPC-Analyse erfordert Schall- (P/F) und Schwingungs- (A/F) Übertragungsfunktionen von den Quellen zum Empfänger zusätzlich zu Messungen zur Charakterisierung der Quelle unter Betriebsbedingungen (abgestrahlter Schall und Schwingungen), um den Beitrag jeder Quelle und jedes Übertragungswegs berechnen zu können. Wir erweiterten diese Analyse durch „Was-wäre-wenn“-Untersuchungen, in denen Daten ausgewertet wurden, um zu zeigen, wie weit die Stärke der Quellen reduziert werden müsste, um die Pegel im Bedienstand auf eine erwünschte Zielvorgabe zu senken. Anhand dieser Prüfungen und Auswertungen konnte der Fahrzeughersteller ein tieferes Verständnis dafür erlangen, wie der Schallpegel im Bedienstand am besten zu regeln ist. Er erhielt ebenfalls Einblicke in und Erkenntnisse über den SPC-Prozess und seine Möglichkeiten.
> BOBCAT reduces operation vibrations with whole-vehicle analysis (Kunden-Fallstudie)
Ein Hersteller medizinischer Geräte benötigte Unterstützung bei der Bewertung der NVH-Eigenschaften eines Geräts zur Wundversorgung und der Bestimmung von Best-Practice-Leitlinien für die Verminderung von Schall und Schwingung. Schall- und Schwingungsmessungen unter Betriebsbedingungen wurden in einem Voll-Freifeld-Raum durchgeführt. Zur Bestimmung der Grundursachen für durch das Gerät eingeleiteten Schall und Schwingungen wandten wir den SPR-Ansatz (Source Path Receiver) an und konzentrierten uns auf FFT und Ordnungsanalyse.
Auf Grundlage der Ergebnisse der Tests konnten wir wirksame Abhilfemaßnahmen zur Reduzierung von Schall und Schwingung sowohl an der Quelle als auch entlang des Übertragungswegs zum Empfänger vorschlagen. Da die Entwicklung des Geräts bereits sehr weit fortgeschritten war, entschied sich der Kunde jedoch, nur den Übertragungsweg betreffende Maßnahmen umzusetzen.
Ein Hersteller von Maschinen für die Bereiche Landwirtschaft, Garten- und Landschafts- sowie Tief- und Erdbau entschied sich für das Outsourcing von Schallleistungsmessungen an seinem Großrecycler. Darüber hinaus wollte man sich die erforderlichen Techniken aneignen, um Probleme mit der Schallleistung selbst beheben zu können. Es wurden standardisierte Schallleistungsmessungen durchgeführt und zur Quantifizierung von Quellen verwendet; dabei lag der Schwerpunkt darauf, abzuschätzen, welche Bänder den größten Beitrag zum Gesamtpegel leisten. Nach der Verengung des Fokus wurden akustische und Struktur-Resonanzen berechnet/gemessen, um herauszufinden, ob die Grundursache eine erzwungene Antwort oder eine Eigenfrequenz war. Eine Grundursache konnte identifiziert und Empfehlungen ausgesprochen werden, durch die sich die Schallleistungsergebnisse des Großrecyclers deutlich reduzierten. Der Kunde machte sich mit den in diesem Projekt angewandten Techniken vertraut und kann nun ähnliche Probleme in Zukunft selbst lösen.
Das Auslandswerk eines koreanischen Autobauers benötigte die Validierung eines Facelifts seines Serienfahrzeugs für den nordamerikanischen Markt im Hinblick auf BSR-Geräusche (Buzz, Squeak, Rattle - Brummen, Quietschen, Klappern). Problembereiche waren das Armaturenbrett, die Mittelkonsole und der Dachhimmel. Zur Durchführung dieser Prüfung stellten wir das Fahrzeug auf einen Schwingerreger mit vier Ständern und nutzten verschiedene Fahranweisungen, um unterschiedliche BSR-Ereignisse zu generieren.
Für die Kommunikation mit dem koreanischen Team setzten wir ein Kugelmikrofonarray für sphärisches Beamforming ein, um eine Schallkarte transienter BSR-Ereignisse vor und nach den Anpassungen am Fahrzeug zu erstellen.
Windkraftanlagen sind mit Alarmvorrichtungen ausgestattet, um sicherzustellen, dass Unwuchten im System festgestellt und behoben werden, bevor eine Turbine kritische Fehler entwickelt. Ein Hersteller kundenspezifischer Rotorblätter und Lüftungsanlagen bat uns, bei einem Kunden in Mexiko ein Problem mit einer Unwucht in einem Rotorblatt zu untersuchen, da der Alarm immer wieder auslöste. Um das Problem zu verstehen, führten wir vor Ort Schwingungsmessungen unter Betriebsbedingungen durch. Zum Einsatz kamen dabei FFT, Ordnungsanalyse und Auswuchttechniken zur Charakterisierung der mit den Rotorblättern in Verbindung gebrachten Unwucht. Die Messungen zeigten, dass der Alarm nicht durch Unwuchten in den Rotorblättern ausgelöst wurde. Die Schwingungsproblematik des Kunden des Rotorblattherstellers rührte von einer Beeinträchtigung an einer anderen Stelle der Installation her.
Mit einem Hersteller von Rasenmähern arbeiteten wir zusammen, um ihm zu helfen, das Schwingungsverhalten eines seiner Produkte zu verstehen. Zur Bestimmung der relevanten Frequenzbereiche erfassten wir durch künstliche Anregung erzeugte Daten. Dann nahmen wir Messungen im Betrieb vor, um die Schwingungspegel des Mähers im normalen Einsatz nachzuvollziehen. Die Modalanalyse trug dazu bei zu verstehen, wie Schwingungen auf Bedienerebene (Empfänger) am besten zu korrigieren sind. Der Kunde kann nun die zur Verfügung gestellten Ergebnisse in die zukünftige Gestaltung des Schwingungsverhaltens seiner Produkte einbinden.
Ein Hersteller landwirtschaftlicher Geräte bat uns um die Suche nach der Ursache eines Dröhnens in einem Traktor und Bestimmung möglicher Abhilfemaßnahmen. Unter Anwendung des SPR-Modells (Source Path Receiver) führten wir im Werk des Kunden Schall- und Schwingungsmessungen im Stillstand und unter Betriebsbedingungen durch. Spektral-, Ordnungs- und Modalanalyse halfen uns, die wichtigsten Bestandteile des Dröhnens zu verstehen.
Das Drröhnen bestand aus hohen Quellniveaus in Verbindung mit einem Problem der modalen Ausrichtung, das nach einer Konstruktionsänderung auftrat. Wir empfahlen, den Quellenpegel zu reduzieren und die gekoppelten Resonanzen zu verschieben. Zusätzlich zu den empfohlenen Änderungen halfen wir dem Kunden auch bei der Entwicklung eines Modalausrichtungsdiagramms, das bei zukünftigen Traktorenentwicklungsprozessen als Referenz verwendet werden kann.
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