Experimentelle Modalanalyse

 

Dieses Kapitel behandelt die Abfolge der einzelnen Arbeitsschritte der experimentelle Modalanalyse. Der Fokus liegt hierbei auf die praktische operative Durchführung sowie die Umsetzung unter Zuhilfenahme von MATLAB. Die hierzu erforderlichen theoretischen Grundlagen werden zusammengefasst mit Quellenhinweisen versehen und ohne weitere Herleitung dargestellt. Dieses Kapitel stellt nicht den Anspruch, zur Diskussion der theoretischen Grundlagen der Modalanalyse bei zu tragen. Hierzu wird auf die Literatur verwiesen.


Um Schwingungsprobleme zu analysieren, ist die Kenntnis der Eigenfrequenzen, der zugehörigen Schwingform und der jeweiligen modalen Dämpfung der betrachteten Struktur erforderlich. Hierbei ist man auf rechnergestützte Messungen und Analysen angewiesen. Das wichtigste Verfahren in diesem Bereich ist die experimentelle Modalanalyse. Hierbei handelt es sich nicht um einen in sich geschlossenen Rechenvorgang, der durch eine einzelne Funktion in der Analysesoftware realisiert ist, sondern um einen Prozess der aus Methoden der Messung und Funktionen zur Analyse besteht. Die experimentelle Modalanalyse ist der Prozess mit dem dieses für den betrachteten Frequenzbereich ermittelt wird.


Benötigt werden abtastsynchrone Messungen der Strukturanregung sowie der Strukturantworten. Es werden aus den Messwerten Übertragungsfunktionen berechnet, welche dazu dienen, Systemparameter der Objektstruktur zu identifizieren. Klassische Erreger für die Objektanregung sind dabei der Impulshammer und der Shaker.


Mit der Version 2017a führte Mathworks Funktionen der MATLAB Signal Processing Toolbox für die Modalanalyse ein, welche in diesem Kapitel für die experimentelle Modalanalyse angewendet werden.


Download:

  1. -Demo Schwungscheibe (ZIP, 750 MB)

  2. -Demo Abgasanlage (ZIP, 10 MB)

  3. -MATLAB® Code für Auswertungen von Impulshammerdaten (ZIP)

  4. -MATLAB® Code für Auswertungen von Shakerdaten (ZIP)