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Schwingbelastung

Es ist sehr schwierig, Vibrationen zu vermeiden - sie beeinträchtigen die Sicherheit und den Komfort unserer Fahrzeuge, sie beeinträchtigen die strukturelle Integrität unserer Gebäude und Brücken, und wenn wir den Vibrationen zu sehr ausgesetzt sind, können sie sogar unsere Gesundheit beeinträchtigen.

Das Auto, der Bus oder der Zug, mit dem Sie jeden Tag zur Arbeit fahren, wurde zum Beispiel ausgiebig getestet, um sicherzustellen, dass es den mechanischen Stößen standhält, die ihm zugefügt werden - nicht nur, um Ihre Sicherheit zu gewährleisten, sondern auch, um Ihnen eine reibungslose Fahrt zu garantieren. Um sicherzustellen, dass die Tragfläche eines Flugzeugs keinen physischen Belastungen ausgesetzt ist, wird sie mit großer Genauigkeit vermessen. Ein Mobiltelefon muss sowohl das Herumhüpfen in einem Rucksack als auch das mehrmalige Fallenlassen auf den Boden aushalten können. Ein Satellit muss in der Lage sein, die übermäßigen Vibrationen beim Start ins All zu überstehen.

 

Vibrationen müssen gemessen und bewertet werden, entweder weil sie ein unmittelbares Problem darstellen oder weil die Struktur oder das Produkt einer Norm oder Prüfvorschrift entsprechen muss. Die Schwingungsprüfung und -überwachung hilft Herstellern, die Qualität, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit kompletter Produkte und ihrer Komponenten sicherzustellen, indem sie Einblicke in die innere Welt der Schwingungen in Produkten, Maschinen und Strukturen gewährt.

Schwingungsprüfung und Validierung

Um sicherzustellen, dass Produkte Stöße und Belastungen während ihrer Lebensdauer verkraften können, kommen Vibrationstests ins Spiel. Dies gilt zum Beispiel für:

 

  • Ein Mobiltelefon muss sowohl das Herumhüpfen in einem Rucksack als auch das mehrmalige Fallenlassen auf den Boden aushalten können. Wenn es dieser allgemeinen alltäglichen Nutzung nicht gewachsen ist, explodieren die Garantiekosten für den Hersteller, so dass die Gefahr besteht, dass die Marke Schaden nimmt und die Kunden sich beim nächsten Kauf eines neuen Telefons nach einem anderen Anbieter umsehen.
  • Ein Satellit muss in der Lage sein, die übermäßigen Vibrationen beim Start ins All zu überstehen. Wenn sie fehlerhaft ist, kann die Investition in die Entwicklung und den Bau des Satelliten gefährdet sein.

Um sicherzustellen, dass die Produkte, die die Kunden erhalten, intakt und voll funktionsfähig sind, müssen sie die Reise vom Verpacken im Werk bis zum Eintreffen am Bestimmungsort überstehen können. Darüber hinaus müssen die Entwickler sicherstellen, dass ihre Produkte nicht nur kurzfristigen physischen Kräften standhalten, sondern auch langfristig die Integrität und Qualität der Marke bewahren.

 

Die Produktqualifizierung und -verifizierung erfolgt durch umfangreiche Simulationen in den Entwicklungsphasen, aber Simulation ist nicht genug. Es ist auch notwendig, physische Tests an Prototypen und End-of-Line-Produkten durchzuführen, um die simulierten Ergebnisse zu validieren und die Haltbarkeit des Produkts gegenüber den Kunden zu beweisen.

Sicherstellung der Produktqualität

 

Vibrationstests können Schwachstellen in der Konstruktion aufdecken, die erst während des Transports, des Einsatzes und der Nutzung sichtbar werden - z.B. wenn ein Helm auf den Boden aufschlägt. Einige dieser Tests, wie z.B. Buzz, Squeak and Rattle (BSR) im Fahrzeuginnenraum, können auch die Entwicklung unerwünschter Geräusche aufdecken.

Für Umwelttests wie hoch beschleunigte Lebensdauertests (HALT) und hoch beschleunigtes Stress-Screening (HASS) ist es notwendig, Vibrationstests mit Umweltkammern zu kombinieren, um die Expansionsbelastungen durch schnelles Erhitzen und Abkühlen hinzuzufügen. Diese Tests werden in der Regel an industriellen und elektronischen Komponenten und Produkten, an medizinischen Geräten und an militärischer Hardware durchgeführt.

Vibrations-Testprofile

 

Woher stammen die eigentlichen Vibrationstestprofile? Kunden, Endverbraucher oder Hersteller, die eine Komponente in eine Baugruppe einbauen, legen oft selbst Spezifikationen und Verfahren für Vibrationstests fest.

Diese beruhen in der Regel auf Erfahrung und dem Wissen, welche Designlösungen gut funktionieren und welche nicht. Vibrationstests können einen strukturierteren Ansatz zum Verständnis von Fehlermodi und Defekten bieten, die durch Vibrationen verursacht werden.

 

Normen für Vibrationstests

 

Viele Vibrationstestprofile sind durch Normen definiert, die über viele Jahre hinweg entwickelt wurden. Es gibt viele von ihnen und sie sind oft auf bestimmte Anwendungen und Produkte ausgerichtet. Beispiele sind DIN, ISO, BS, MIL, IEC und ASTM. Der Einsatz von Tests nach Normen ist vor allem in der Luft- und Raumfahrt- sowie der Verteidigungsindustrie üblich. Dazu gehören MIL-STD-810, NATO STANAGs und AS/EN9100.

Grundlagen der Vibration

Von sich wiederholenden Standardtests bis hin zur komplexen Fehlersuche, von der Datenerfassung bis hin zur Berichterstellung bieten wir ein einzigartiges und umfassendes Instrumentarium, das die gesamte Messkette von Schwingerregern, Beschleunigungssensoren und Datenerfassungssystemen bis hin zur Datenanalysesoftware abdeckt und die Flexibilität bietet, eine Vielzahl von technischen Herausforderungen zu bewältigen.

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Schwingungsmessung und -analyse nach Anwendungen untersuchen

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Das Verständnis der Strukturdynamik ist entscheidend für die Optimierung der inhärenten dynamischen Eigenschaften und des Verhaltens von Strukturen, was zu leichteren, stärkeren und sichereren Konstruktionen, geringerem Energieverbrauch, höherem Komfort und besserer Leistung führt.

 

Die Strukturdynamik ist ein integraler Bestandteil der Produktentwicklung, vom Konzept über die Herstellung und Zertifizierung bis hin zum Gebrauch und Betrieb.

HBK bietet ein umfassendes Angebot an Anwendungen und Lösungen für Strukturtests, Überwachung und Integration mit Simulation (FEA).

Frau und Mann bei der Analyse der akustischen Qualität und der Prüfung der Vibrationsproduktionslinie

Nachhaltige NVH-Qualitätssicherung in rauer Produktionsumgebung erfordert robuste industrielle Sensoren, zuverlässige Datenerfassung und Echtzeitanalysen. Die HBK-Experten arbeiten mit den Herstellerfirmen zusammen, um die Qualitätstests zu verbessern und so die Prozesskosten zu optimieren.

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