Schwingungsanalyse - Letzte Änderungen [de]

MicroPython

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 13:15:54 GMT

Die Seite wurde neu angelegt: „{{Seitenkopf}} <div style="display:flex; gap:2em;"> <div style="flex:2;"> ==MATLAB® meets MicroPython<br>Mit MATLAB® Mikrocontroller nutzen.== Mechatronische Anwendungen sind in heutigen Ingenieursprojekten allgegenwärtig. Robotic, Internet of Thinks (IoT) und Industrie 4.0 sind hierzu die gängigen Schlagworte, welche inzwischen auch Inhalte der Lehre sind. Die Grundlagenausbildung zum Programmieren findet aktuell üblich in der Programmiersprache Py…“

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==MATLAB® meets MicroPython<br>Mit MATLAB® Mikrocontroller nutzen.==
Mechatronische Anwendungen sind in heutigen Ingenieursprojekten allgegenwärtig. Robotic, Internet of Thinks (IoT) und Industrie 4.0 sind hierzu die gängigen Schlagworte, welche inzwischen auch Inhalte der Lehre sind. Die Grundlagenausbildung zum Programmieren findet aktuell üblich in der Programmiersprache Python statt. Was liegt damit näher, als diese auch zur Programmierung von Mikrocontrollern zu verwenden. Mit dem Python-Derivat MicroPython liegt eine Python-Version für viele Mikrocontroller vor, so dass nahezu alle gängigen Controller nicht mehr zwingend in Maschinensprache oder C programmiert werden müssen. Andererseits bietet die Entwicklungsumgebung MATLAB®, welches ebenfalls Bestandteil der Lehre ist, einen hohen Komfort für die Entwicklung von Algorithmen und Benutzerinteraktion.

Dieses Buch stellt den Entwicklungsprozess für Steuerungskomponenten mechatronischer Projekte anschaulich dar. Es kann als Handout für die Vorgehensweise in der Projektentwicklung verwendet werden.

Anhand konkreter Beispiele wird die Nutzung von Mikrocontrollern in Verbindung mit einem MATLAB®-PC dargestellt. MATLAB® wird dabei nicht auf dem Mikrocontroller ausgeführt. Es handelt sich um eine Kommunikationsschnittstelle zwischen dem MATLAB®-PC und dem über die USB-Schnittstelle angeschlossenen Mikrocontroller. Auf dem Mikrocontroller kommt die Laufzeitumgebung MicroPython zum Einsatz. Dies kann als minimalistisches Betriebssystem betrachtet werden, welches in der Programmiersprache Python programmiert werden kann. Dies reduziert wiederum die nutzbaren Mikrocontroller, da für die jeweilige MCU ein MicroPython-Derivat zur Verfügung stehen muss. Anderenfalls besteht keine Möglichkeit für den Zugriff auf die Hardwarefunktionen des Mikrocontrollers. Verwendbar ist eine erhebliche Anzahl gängiger Mikrocontroller.

Mit MATLAB® wird in diesem Demonstrationsbeispiel eine GUI erstellt. Für die Erstellung dieser wird der MATLAB® App Designer verwendet.
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==Downloads==
* [[:Datei:Python-Code.zip|Codebeispiele in MicroPython]]
* [[:Datei:MATLAB-Code.zip|MATLAB®-Code inkl. GUI]]
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Datei:MATLAB-Code.zip

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 13:15:30 GMT

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MATLAB Code

Datei:Python-Code.zip

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 13:13:54 GMT

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Python Codebeispiele

Praxis der Schwingungsmessung Band 3

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 13:04:59 GMT

← Nächstältere Version		Version vom 1. Juli 2026, 15:04 Uhr
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	<div style="flex:1;">		<div style="flex:1;">
	==Inhalt==		==Inhalt==
			# Datenformate
			# Schnell mal was messen - Messen mit Python
			# Signalanalyse im Zeitbereich
			# Signalanalyse im Frequenzbereich
			# Ordnungsanalyse
			# Experimentelle Modalanalyse
			# Beispiele aus der Praxis
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Praxis der Schwingungsmessung Band 3

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 13:03:37 GMT

Die Seite wurde neu angelegt: „{{Seitenkopf}} <div style="display:flex; gap:2em;"> <div style="flex:2;"> Kommt in 2027 </div> <div style="flex:1;"> ==Inhalt== </div> </div>“

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Kommt in 2027
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==Inhalt==
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Abschätzung der Steifigkeit durch Impulshammermessung

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 13:02:20 GMT

Die Seite wurde neu angelegt: „{{Seitenkopf}} <div style="display:flex; gap:2em;"> <div style="flex:2;"> ==Abschätzung der Steifigkeit durch Impulshammermessung== An einfachen Blattfedern soll die Bestimmung der Steifigkeit (Federsteifigkeit, Federrate) über eine Impulshammermessung demonstriert werden. Die Impulshammermessung selbst wird über die beschriebene Impulshammer-App erfasst. Darüber sind die einzelnen Schläge bereits in der Signallänge normiert. Zu beachten ist, dass…“

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==Abschätzung der Steifigkeit durch Impulshammermessung==
An einfachen Blattfedern soll die Bestimmung der Steifigkeit (Federsteifigkeit, Federrate) über eine Impulshammermessung demonstriert werden. Die Impulshammermessung selbst wird über die beschriebene Impulshammer-App erfasst. Darüber sind die einzelnen Schläge bereits in der Signallänge normiert. Zu beachten ist, dass Impulshammerschläge an solchen Blechen sich nur sehr schwer ohne minimale Doppelimpulse erzeugen lassen. Dazu sind geringe Schlagkräfte und sehr kurze Schlagimpulse erforderlich.
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==Download==
* [[:Datei:Federrate.zip|Auswertung und Demodaten]]
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Datei:Federrate.zip

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 13:02:05 GMT

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Auswertung und Demodaten

MATLAB®-App für die Impulshammermessung

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 12:58:17 GMT

Die Seite wurde neu angelegt: „{{Seitenkopf}} <div style="display:flex; gap:2em;"> <div style="flex:2;"> ==MATLAB®-App für die Impulshammermessung== Die Impulshammermessung stellt ein etabliertes Verfahren für die Bestimmung der strukturdynamischen Eigenschaften mechanischer Strukturen dar. Sie gehört zu den Standmessverfahren der experimentellen Modalanalyse. Ziel dieser Messmethode ist die Bestimmung der frequenzabhängigen Übertragungseigenschaften eines Systems zwischen einem…“

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==MATLAB®-App für die Impulshammermessung==
Die Impulshammermessung stellt ein etabliertes Verfahren für die Bestimmung der strukturdynamischen Eigenschaften mechanischer Strukturen dar. Sie gehört zu den Standmessverfahren der experimentellen Modalanalyse. Ziel dieser Messmethode ist die Bestimmung der frequenzabhängigen Übertragungseigenschaften eines Systems zwischen einem definierten Anregungs- und einem Messpunkt. Über die gewonnenen Daten werden die modalen Parameter der Eigenfrequenz(en), deren Dämpfungswerte und über die Verknüpfung mehrerer Übertragungswege die Schwingungsformen ermittelt.

Die Anregung des Prüflings erfolgt durch einen Impulshammer, über dessen integrierten Kraftaufnehmer wird der zeitliche Verlauf des eingeleiteten Kraftimpulses erfasst. Aufgrund der kurzen Anregungsdauer weist das Kraftsignal ein breites Frequenzspektrum auf, wodurch mehrere Moden des Systems gleichzeitig angeregt werden. Die Antwort des Prüflings wird an einem ausgewählten Messpunkt mittels eines einachsigen Beschleunigungssensors aufgenommen. Durch die synchrone Erfassung von Anregungskraft und Strukturantwort wird die entsprechende Übertragungsfunktion korrekt bestimmt.

Die Auswertung der gemessenen Signale erfolgt im Frequenzbereich. Die resultierende Übertragungsfunktion ermöglichen eine detaillierte Beschreibung des dynamischen Verhaltens der Struktur und dient als Grundlage für weiterführende Untersuchungen, beispielsweise zur Modalanalyse, Modellvalidierung oder Schwingungsoptimierung.

Aufgrund des vergleichsweise geringen messtechnischen Aufwands, der kurzen Messdauer sowie der breitbandigen Anregungsmöglichkeit hat sich die Impulshammermessung, trotz ihrer Problemstellungen, als Standardverfahren für die experimentelle Bestimmung dynamischer Systemeigenschaften etabliert. Die Impulshammermessung findet sowohl in der Forschung als auch in der industriellen Entwicklung und Qualitätssicherung Anwendung.

Problematisch in der Anwendung und im Messprozess ist zum Einen der Messablauf als solches. Der Hammerschlag selbst findet zu einem undefinierten Zeitpunkt statt. Auf diesen muss die synchrone Messung getriggert werden und in der Messzeit so gestaltet sein, dass die erforderliche Frequenzauflösung mit den erfassten Messdaten möglich ist. Häufig kommt es zu ”Doppelimpulsen” oder ”doppelten Schlägen”, was durch Training reduziert werden kann. Messdatensätze mit zu weit außeinanderliegenden Doppelimpulsen müssen jedoch aussortiert werden. Doppelimpulse sind lediglich in minimalen Zeitabstand für die korrekte Bestimmung tolerierbar. Zum Anderen wird, wie bei Messungen allgemein üblich, mit mehreren Impulshammerschlägen, die allgemeine Messdatenqualität erhöht. Jedoch nur dann, wenn die einzelnen Schläge nicht zu weit voneinander abweichen. Als Kriterien der Abweichung werden die Impulsbreite und die Impulshöhe herangezogen.
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==Download==
* [[:Datei:Impulshammer app.zip|Impulshammer-APP mit zugehörigen Dateien]]
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Datei:Impulshammer app.zip

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 12:57:58 GMT

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Impulshammer-APP mit zugehörigen Dateien

Betriebsauswuchten, statisches Auswuchten eines montierten Rotors

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 12:49:37 GMT

Die Seite wurde neu angelegt: „{{Seitenkopf}} <div style="display:flex; gap:2em;"> <div style="flex:2;"> ==Betriebsauswuchten, statisches Auswuchten eines montierten Rotors== Das Auswuchten im eingebauten Zustand stellt ein praxisnahes Verfahren dar, das gegenüber dem konventionellen Vorgehen mit ausgebautem Rotor mehrere Vorteile bietet. Da auf eine Demontage verzichtet werden kann, erfolgt die Analyse unter realen Betriebsbedingungen, wodurch sämtliche systemrelevanten Einflüsse…“

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==Betriebsauswuchten, statisches Auswuchten eines montierten Rotors==
Das Auswuchten im eingebauten Zustand stellt ein praxisnahes Verfahren dar, das gegenüber dem konventionellen Vorgehen mit ausgebautem Rotor mehrere Vorteile bietet. Da auf eine Demontage verzichtet werden kann, erfolgt die Analyse unter realen Betriebsbedingungen, wodurch sämtliche systemrelevanten Einflüsse in das Messergebnis eingehen. Darüber hinaus reduziert sich der zeitliche Aufwand erheblich, da Montage- und Demontageprozesse entfallen. Insgesamt ermöglicht dieses Vorgehen eine effiziente und zugleich präzises Bestimmen und Ausgleichen von Unwuchten.

Die erfolgreiche Durchführung erfordert die Einhaltung von Randbedingungen. Es wird ausreichender Zugang zum Rotor benötigt, damit Ausgleichsmassen in unterschiedlichen Winkelpositionen angebracht werden können.
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==Download==
* [[:Datei:Betriebswuchten.zip|Messdaten und Auswertung]]
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Datei:Betriebswuchten.zip

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 12:47:07 GMT

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Messdaten und Auswertung

Analyse eines Wälzlagerschadens

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 12:45:29 GMT

← Nächstältere Version		Version vom 1. Juli 2026, 14:45 Uhr
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			==Download==
	* [[:Datei:Waelzlagerschaden.zip\|Demodaten und Musterauswertung]]		* [[:Datei:Waelzlagerschaden.zip\|Demodaten und Musterauswertung]]
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Analyse eines Wälzlagerschadens

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 12:44:54 GMT

Die Seite wurde neu angelegt: „{{Seitenkopf}} <div style="display:flex; gap:2em;"> <div style="flex:2;"> ==Analyse eines Wälzlagerschadens== Zur Demonstration der Vorgehensweise zur Analyse eines Lagerschadens wurde am rechten Lager des Wellenprüfstands ein schadhaftes Rillenkugellager DIN 625 6202 2Z eingebaut. Es wurde eine Messung mit t = 10 s bei n = 1450 1/min Wellendrehzahl mit fs = 102.400 Hz durchgeführt. Aufgezeichnet wurde das Signal des Beschleunigungsaufnehmers am recht…“

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==Analyse eines Wälzlagerschadens==
Zur Demonstration der Vorgehensweise zur Analyse eines Lagerschadens wurde am rechten Lager des Wellenprüfstands ein schadhaftes Rillenkugellager DIN 625 6202 2Z eingebaut. Es wurde eine Messung mit t = 10 s bei n = 1450 1/min Wellendrehzahl mit fs = 102.400 Hz durchgeführt. Aufgezeichnet wurde das Signal des Beschleunigungsaufnehmers am rechten Lagerbock, jenem mit dem Lagerschaden.
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* [[:Datei:Waelzlagerschaden.zip|Demodaten und Musterauswertung]]
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Datei:Waelzlagerschaden.zip

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 12:44:29 GMT

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Demodaten und Musterauswertung

Schwingungsüberwachung an einem Verzahnungsprüfstand

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 12:36:50 GMT

Die Seite wurde neu angelegt: „{{Seitenkopf}} <div style="display:flex; gap:2em;"> <div style="flex:2;"> ==Schwingungsüberwachung an einem Verzahnungsprüfstand== Für die Schwingungsüberwachung einer Maschine oder eines Prüfstandes ist die Definition eines Schwingstärkenschwellwertes erforderlich. Dabei wird nach DIN ISO 10816 die Schwingstärke als der höchste Schwingungsmesswert an den nicht-rotierenden Teilen einer Maschine bezeichnet, unabhängig ob dies der Schwingweg, die…“

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==Schwingungsüberwachung an einem Verzahnungsprüfstand==
Für die Schwingungsüberwachung einer Maschine oder eines Prüfstandes ist die Definition eines Schwingstärkenschwellwertes erforderlich. Dabei wird nach DIN ISO 10816 die Schwingstärke als der höchste Schwingungsmesswert an den nicht-rotierenden Teilen einer Maschine bezeichnet, unabhängig ob dies der Schwingweg, die Schwinggeschwindigkeit (Schnelle) oder die Beschleunigung ist. Es gilt eine geeignete Messposition (den Ort), den für diesen Ort gültigen Schwellwert sowie den Frequenzbereich bzw. die Frequenzen alternativ die Ordnungsnummern zu ermitteln. Sollte die Überwachung anhand eines Schwingstärkenschwellwertes nicht möglich sein, dann ist es erforderlich ein anderes, qualitativ geeignetes Merkmal, zu finden.

Betrachtet wird ein Stirnrad-Verzahnungsprüfstand, der in dieser Anwendung dazu dient Lebensdaueruntersuchungen für Kunststoffzahräder durchzuführen. Dabei werden zwei parallele Wellen an deren einen Ende die Prüfritzel angebracht sind und am anderen Ende ein Verzahnungsgleiches Übertragungsgetriebemiteinander verbunden ist. Die Wellen werden gegeneinander verspannt, so dass auf der zu prüfenden Verzahnung ein konstantes Drehmoment übertragen werden muss. Der Vorteil dieses Prüfstandes ist, dass trotz hoher Prüfleistung, welche über den Verspannkreis aufgebracht wird nur geringe Maschinenleistung für den Betrieb des Prüfstands erforderlich ist. Geprüft wird mit unterschiedlichen Verspannmomenten bei einer definierten Prüfstandsdrehzahl, jeweils bis zum Bruch der Verzahnung.

Der Verzahnungsbruch soll rechtzeitig und zuverlässig über eine Schwingungsüberwachung detektiert werden und zur Abschaltung des Prüfstands führen. Die Sensorik besteht aus einem Beschleunigungsaufnehmer auf der blanken Fläche des Prüfgetriebes sowie einem Impulsgeber mit z = 60 Impulsen je Umdrehung für die Wellendrehzahl.
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==Downloads==
* [[:Datei:Demodaten verspannungspruefstand.zip|Messdaten]]
* [[:Datei:Auswertungen Verspannungspruefstand.zip|Auswertungen]]
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Datei:Auswertungen Verspannungspruefstand.zip

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 12:36:29 GMT

Armin Rohnen lud Datei:Auswertungen Verspannungspruefstand.zip hoch

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Auswertungen

Datei:Demodaten verspannungspruefstand.zip

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 12:31:34 GMT

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Demodaten

Schwingungsanalyse an Magnetventilen

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 12:15:38 GMT

← Nächstältere Version		Version vom 1. Juli 2026, 14:15 Uhr
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	<div style="display:flex; gap:2em;">		<div style="display:flex; gap:2em;">
	<div style="flex:2;">		<div style="flex:2;">
			==Schwingungsanalyse an Magnetventilen==
			Bei Magnetventilen liegen dem Hersteller Fehlermeldungen vor, dass sich die Federspange zur Befestigung des Ventilkörpers am Spulenkörper im Betrieb selbständig löst und es so zur Disfunktionalität des Magnetventils kommt.

			Aus der manuellen Prüfung heraus ist es kaum Vorstellbar, dass sich die Federspange, welche nur sehr Schwergängig montiert werden kann, selbständig während des Betriebs lösen kann. Das Fehlerbild ist im Prüffeld des Herstellers nahezu nicht reproduzierbar. Die Spannfeder ist von sich heraus ausreichend mit den beiden Bauteilen, Spulen und Ventilkörper, verspannt und gewährleistet augenscheinlich eine feste Verbindung dieser beiden Teile. Die Ventilfunktionalität wird über einen Hebel erreicht, welcher vom Spulenkörper geschaltet wird und je nach Lage im Ventilkörper den Durchflussweg frei schaltet oder versperrt. Im Ventilkörper sind dafür Anschläge eingebracht, die den Weg des Hebels begrenzen. Der Hebel schlägt bei jeder Ventilschaltung gegen einen dieser Anschläge.
	</div>		</div>
	<div style="flex:1;">		<div style="flex:1;">
			==Download==
			* [[:Datei:Magnetventil.zip\|MATLAB®-Skript und Messdaten]]
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	</div>		</div>

Datei:Magnetventil.zip

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 12:15:12 GMT

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Auswerteskript und Messdaten

Betriebslastenermittlung für die Auslegung eines Fahrradlastenanhängers

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 12:07:28 GMT

← Nächstältere Version		Version vom 1. Juli 2026, 14:07 Uhr
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	<div style="display:flex; gap:2em;">		<div style="display:flex; gap:2em;">
	<div style="flex:2;">		<div style="flex:2;">
			==Betriebslastenermittlung für die Auslegung eines Fahrradlastenanhängers==
	Die Problematik bei der Auslegung eines Fahrradlastenanhängers liegt zweifelsohne in der Abschätzung der auf ihn einwirkenden Kräfte. Seitens des Herstellers ist eine Laufleistung von 8.000 bis 10.000 km definiert. Dabei wird ein maximale Zuladung von 45 kg angegeben, während die Auslegung jedoch für 65 kg Systemgewicht erfolgen soll. Der Hersteller der Anhängerkupplung definiert als maximales Gesamtgewicht des Anhängers 80 kg und eine statische Stützlast am Kupplungspunkt von 6,5 kg. Auch wenn vom Anhängerhersteller auf eine erforderliche moderate Fahrweise hingewiesen wird, wird für Fahrgeschwindigkeit maximal V = 25 km/h mit handelsüblichen Pedelcs ausgegangen. Die dynamisch wirkenden Kräfte sind dabei unbekannt und Ziel der Untersuchungen. Die Untersuchungen sollen den üblichen Gebrauch auf den gängig schlechten Radwegen abbilden. Extrem schlechte Radwege sollen nicht berücksichtigt werden. Zudem sollen die Signale dazu dienen mit den kritischen Bauteilen Betriebsfestigkeitsuntersuchungen auf einem Schwingprüfstand durchführen zu können.		Die Problematik bei der Auslegung eines Fahrradlastenanhängers liegt zweifelsohne in der Abschätzung der auf ihn einwirkenden Kräfte. Seitens des Herstellers ist eine Laufleistung von 8.000 bis 10.000 km definiert. Dabei wird ein maximale Zuladung von 45 kg angegeben, während die Auslegung jedoch für 65 kg Systemgewicht erfolgen soll. Der Hersteller der Anhängerkupplung definiert als maximales Gesamtgewicht des Anhängers 80 kg und eine statische Stützlast am Kupplungspunkt von 6,5 kg. Auch wenn vom Anhängerhersteller auf eine erforderliche moderate Fahrweise hingewiesen wird, wird für Fahrgeschwindigkeit maximal V = 25 km/h mit handelsüblichen Pedelcs ausgegangen. Die dynamisch wirkenden Kräfte sind dabei unbekannt und Ziel der Untersuchungen. Die Untersuchungen sollen den üblichen Gebrauch auf den gängig schlechten Radwegen abbilden. Extrem schlechte Radwege sollen nicht berücksichtigt werden. Zudem sollen die Signale dazu dienen mit den kritischen Bauteilen Betriebsfestigkeitsuntersuchungen auf einem Schwingprüfstand durchführen zu können.
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Schwingungsanalyse an Magnetventilen

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 12:06:34 GMT

Die Seite wurde neu angelegt: „{{Seitenkopf}} <div style="display:flex; gap:2em;"> <div style="flex:2;"> </div> <div style="flex:1;"> </div> </div>“

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Betriebslastenermittlung für die Auslegung eines Fahrradlastenanhängers

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 12:05:58 GMT

Die Seite wurde neu angelegt: „{{Seitenkopf}} <div style="display:flex; gap:2em;"> <div style="flex:2;"> Die Problematik bei der Auslegung eines Fahrradlastenanhängers liegt zweifelsohne in der Abschätzung der auf ihn einwirkenden Kräfte. Seitens des Herstellers ist eine Laufleistung von 8.000 bis 10.000 km definiert. Dabei wird ein maximale Zuladung von 45 kg angegeben, während die Auslegung jedoch für 65 kg Systemgewicht erfolgen soll. Der Hersteller der Anhängerkupplung defin…“

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<div style="display:flex; gap:2em;">
<div style="flex:2;">
Die Problematik bei der Auslegung eines Fahrradlastenanhängers liegt zweifelsohne in der Abschätzung der auf ihn einwirkenden Kräfte. Seitens des Herstellers ist eine Laufleistung von 8.000 bis 10.000 km definiert. Dabei wird ein maximale Zuladung von 45 kg angegeben, während die Auslegung jedoch für 65 kg Systemgewicht erfolgen soll. Der Hersteller der Anhängerkupplung definiert als maximales Gesamtgewicht des Anhängers 80 kg und eine statische Stützlast am Kupplungspunkt von 6,5 kg. Auch wenn vom Anhängerhersteller auf eine erforderliche moderate Fahrweise hingewiesen wird, wird für Fahrgeschwindigkeit maximal V = 25 km/h mit handelsüblichen Pedelcs ausgegangen. Die dynamisch wirkenden Kräfte sind dabei unbekannt und Ziel der Untersuchungen. Die Untersuchungen sollen den üblichen Gebrauch auf den gängig schlechten Radwegen abbilden. Extrem schlechte Radwege sollen nicht berücksichtigt werden. Zudem sollen die Signale dazu dienen mit den kritischen Bauteilen Betriebsfestigkeitsuntersuchungen auf einem Schwingprüfstand durchführen zu können.
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<div style="flex:1;">
==Download==
* [[:Datei:Betriebslasten.zip|Daten und MATLAB®-Skript für die Bestimmung von Betriebslasten]]
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Datei:Betriebslasten.zip

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 12:05:34 GMT

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Daten und MATLAB-Skript für die Bestimmung von Betriebslasten

MATLAB Beispiele aus der Praxis

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 11:59:50 GMT

← Nächstältere Version		Version vom 1. Juli 2026, 13:59 Uhr
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	<div style="flex:2;">		<div style="flex:2;">
	==Beispiele aus der Praxis==		==Beispiele aus der Praxis==
	In den Beispielen aus der Praxis werden exemplarisch ~~L¨osungswege~~		In den Beispielen aus der Praxis werden exemplarisch Lüsungswege zu Aufgabenstellungen vorgestellt, welche in der praktischen Anwendung unter Zuhilfenahme der Schwingungsanalyse gelöst werden können. Bei der Auswahl wurde auf ein breites Aufgabenspektrum geachtet.
	zu Aufgabenstellungen vorgestellt, welche in der praktischen Anwendung unter
	Zuhilfenahme der Schwingungsanalyse ~~gel¨ost~~ werden ~~k¨onnen~~. Bei der Auswahl
	wurde auf ein breites Aufgabenspektrum geachtet.
	</div>		</div>
	<div style="flex:1;">		<div style="flex:1;">
	==Beispiele==		==Beispiele==
	* [[Betriebslastenermittlung ~~fÜr~~ die Auslegung eines Fahrradlastenanhängers]]		* [[Betriebslastenermittlung für die Auslegung eines Fahrradlastenanhängers]]
	* [[Schwingungsanalyse an Magnetventilen]]		* [[Schwingungsanalyse an Magnetventilen]]
	* [[Schwingungsüberwachung an einem Verzahnungsprüfstand]]		* [[Schwingungsüberwachung an einem Verzahnungsprüfstand]]

MATLAB Beispiele aus der Praxis

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 11:58:40 GMT

Die Seite wurde neu angelegt: „{{Seitenkopf}} <div style="display:flex; gap:2em;"> <div style="flex:2;"> ==Beispiele aus der Praxis== In den Beispielen aus der Praxis werden exemplarisch L¨osungswege zu Aufgabenstellungen vorgestellt, welche in der praktischen Anwendung unter Zuhilfenahme der Schwingungsanalyse gel¨ost werden k¨onnen. Bei der Auswahl wurde auf ein breites Aufgabenspektrum geachtet. </div> <div style="flex:1;"> ==Beispiele== * Betriebslastenermittlung fÜr die Aus…“

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<div style="display:flex; gap:2em;">
<div style="flex:2;">
==Beispiele aus der Praxis==
In den Beispielen aus der Praxis werden exemplarisch L¨osungswege
zu Aufgabenstellungen vorgestellt, welche in der praktischen Anwendung unter
Zuhilfenahme der Schwingungsanalyse gel¨ost werden k¨onnen. Bei der Auswahl
wurde auf ein breites Aufgabenspektrum geachtet.
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<div style="flex:1;">
==Beispiele==
* [[Betriebslastenermittlung fÜr die Auslegung eines Fahrradlastenanhängers]]
* [[Schwingungsanalyse an Magnetventilen]]
* [[Schwingungsüberwachung an einem Verzahnungsprüfstand]]
* [[Analyse eines Wälzlagerschadens]]
* [[Betriebsauswuchten, statisches Auswuchten eines montierten Rotors]]
* [[MATLAB®-App für die Impulshammermessung]]
* [[Abschätzung der Steifigkeit durch Impulshammermessung]]
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MATLAB Experimentelle Modalanalyse

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 11:53:09 GMT

Die Seite wurde neu angelegt: „{{Seitenkopf}} <div style="display:flex; gap:2em;"> <div style="flex:2;"> ==Experimentelle Modalanalyse== 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…“

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{{Seitenkopf}}

<div style="display:flex; gap:2em;">
<div style="flex:2;">
==Experimentelle Modalanalyse==
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(en). 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.
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* [[:Datei:MATLABCode fuer Impulshammerdaten.zip|Auswertung von Impulshammerdaten]]
* [[:Datei:MATLABCode fuer Shakerdaten.zip|Auswertung von Shakerdaten]]
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Datei:MATLABCode fuer Shakerdaten.zip

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 11:52:44 GMT

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Auswertung von Shakerdaten

Datei:MATLABCode fuer Impulshammerdaten.zip

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 11:51:44 GMT

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Auswertung von Impulshammerdaten

MATLAB Ordnungsanalyse

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 11:06:37 GMT

← Nächstältere Version		Version vom 1. Juli 2026, 13:06 Uhr
(Eine dazwischenliegende Version desselben Benutzers wird nicht angezeigt)
Zeile 18:		Zeile 18:
	<div style="flex:1;">		<div style="flex:1;">
	==Downloads==		==Downloads==
			* [[:Datei:Lueckenfueller.zip\|Lückenfüller]]
			* [[:Datei:Ordertracking.zip\|Ordertracking]]
			* [[:Datei:Sx nach Ox.zip\|Ordnungsspektrum aus dem Frequenz-Spektrogramm]]
			* [[:Datei:Sx nach Ox stationaer.zip\|Ordnungsanalyse für ein (quasi) stationäres Signal]]

	</div>		</div>
	</div>		</div>

Datei:Sx nach Ox stationaer.zip

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 11:05:57 GMT

Armin Rohnen lud Datei:Sx nach Ox stationaer.zip hoch

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Ordnungsanalyse für ein (quasi) stationäres Signal

Datei:Sx nach Ox.zip

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 11:04:06 GMT

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Ordnungsspektrum aus dem Frequenz-Spektrogramm

Datei:Ordnungsanalyse.zip

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 10:59:40 GMT

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Ordnungsanalyse

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Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 10:57:51 GMT

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Ordertracking

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Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 10:55:19 GMT

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Daten und Skript zum Lückenfüller

MATLAB Ordnungsanalyse

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 10:53:08 GMT

Die Seite wurde neu angelegt: „{{Seitenkopf}} <div style="display:flex; gap:2em;"> <div style="flex:2;"> ==Ordnungsanalyse== Die Ordnungsanalyse ist ein Werkzeug zur Untersuchung von Schwingungen in Systemen mit rotatorischem Ursprung. Im Gegensatz zur klassischen Frequenzanalyse, bei der Signale im Bezug zur Zeit betrachtet werden, basiert die Ordnungsanalyse auf der Auswertung von Schwingungen in Bezug auf die Drehbewegung eines Systems. Dabei werden die Signalanteile nicht in feste…“

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==Ordnungsanalyse==
Die Ordnungsanalyse ist ein Werkzeug zur Untersuchung von Schwingungen in Systemen mit rotatorischem Ursprung. Im Gegensatz zur klassischen Frequenzanalyse, bei der Signale im Bezug zur Zeit betrachtet werden, basiert die Ordnungsanalyse auf der Auswertung von Schwingungen in Bezug auf die Drehbewegung eines Systems. Dabei werden die Signalanteile nicht in festen Frequenzen, sondern in Ordnungen (eigentlich Ordnungsnummern k) beschrieben, die Vielfachen der jeweils aktuellen Drehfrequenz entsprechen. Dies ermöglicht die Interpretation aller schwingungsrelevanten Effekte, die direkt mit der Rotation gekoppelt sind.

Ein wesentlicher Vorteil der Ordnungsanalyse liegt in der Behandlung von Systemen mit variabler Drehzahl. In solchen Fällen stößt die klassische Frequenzanalyse an ihre Grenzen, da sich die charakteristischen Frequenzanteile mit der Drehzahl verschieben und somit im Spektrum ”verschmieren”. Die Ordnungsanalyse hingegen transformiert das Signal in eine drehwinkeläquidistante Darstellung, sodass drehzahlabhängige Effekte stabil bei festen Ordnungen erscheinen. Dadurch lassen sich Drehfrequenzen und deren Vielfache unabhängig von Drehzahlschwankungen klar identifizieren und analysieren.

Typische Anwendungen finden sich in der Untersuchung von Maschinen mit rotierenden Komponenten, bei denen Unwuchten, Verzahnungsfehler oder periodische Anregungen auftreten.

Trotz ihrer Vorteile gilt die Ordnungsanalyse als vergleichsweise wenig verbreitet, insbesondere in rein digitaler Umsetzung. Moderne digitale Signalverarbeitung ist häufig auf klassische Frequenzspektren fokussiert. Ein Grund hierfür liegt in der üblich eingesetzten digitalen Technik. Diese liefert einen zeitäquidistanten Datenstrom und über die Fourier-Transformation die klassischen Frequenzspektren.

Der erhöhte Aufwand, für die notwendige Transformation von zeitäquidistant aufgenommenen Signalen in drehwinkeläquidistante Daten ist nicht trivial und wird in der Praxis vergleichsweise selten konsequent umgesetzt.

Insgesamt stellt die Ordnungsanalyse eine leistungsfähige Ergänzung zur klassischen Frequenzanalyse für rotatorische Systeme mit instationären Betriebszuständen dar.
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==Downloads==

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MATLAB Signalanalyse im Frequenzbereich

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 10:46:49 GMT

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	==~~Beispiele~~==		==Downloads==
			* [[:Datei:Drehzahlhochlauf.zip\|Anwendungsbeispiel Fouriertransformation]]
			* [[:Datei:Beispiel Fouriertransformation.zip\|Beispiel mit Schnitten in den einzelnen Ebenen]]
			* [[:Datei:Demosignale.zip\|Alternative Demosignale]]
			* [[:Datei:Modulationsanalyse.zip\|Modulationsanalyse]]
			* [[:Datei:Ruecktransformation.zip\|Rücktransformation]]
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Datei:Ruecktransformation.zip

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 10:46:28 GMT

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Rücktransformation

Datei:Modulationsanalyse.zip

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 10:45:24 GMT

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Daten und Skript für die Modulationsanalyse

Datei:Demosignale.zip

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 10:43:29 GMT

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alternative Demosignale

Datei:Drehzahlhochlauf.zip

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 10:41:49 GMT

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Beispiel am Drehzahlhochlauf

Datei:Beispiel Fouriertransformation.zip

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 10:38:17 GMT

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Drehzahlhochlauf am Wellenprüfstand

MATLAB Signalanalyse im Frequenzbereich

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 10:35:40 GMT

← Nächstältere Version		Version vom 1. Juli 2026, 12:35 Uhr
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MATLAB Signalanalyse im Frequenzbereich

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 10:35:13 GMT

Die Seite wurde neu angelegt: „{{Seitenkopf}} <div style="display:flex; gap:2em;"> <div style="flex:2;"> ==Signalanalyse im Frequenzbereich== Die Ermittlung von Kenngrößen an schwingungsfähigen Systemen – wie z. B. Eigenfrequenzen – wird i. d. R. nicht im Zeitbereich, sondern durch Auswertung im Frequenzbereich durchgeführt. Bei linearen zeitinvarianten Systemen spielen Zeitverlauf sowie die Erregungsamplitude keine Rolle, so dass diese Größen in der Auswertung eliminiert we…“

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==Signalanalyse im Frequenzbereich==
Die Ermittlung von Kenngrößen an schwingungsfähigen Systemen – wie z. B. Eigenfrequenzen – wird i. d. R. nicht im Zeitbereich, sondern durch Auswertung im Frequenzbereich durchgeführt. Bei linearen zeitinvarianten Systemen spielen Zeitverlauf sowie die Erregungsamplitude keine Rolle, so dass diese Größen in der Auswertung eliminiert werden. Signalanalyse ist also i. d. R. mit einer
Datenreduktion verbunden. Es werden die nicht relevanten Daten entfernt, damit die Ergebnisse besser interpretiert werden können. Diese Verfahren sind keinesfalls nur als kosmetische Verschönerung der Daten zu verstehen. Elementare Methode der Signalanalyse im Frequenzbereich ist die Fourier-Transformation welche als Diskrete-Fourier-Transformation (DFT) mit hoher Rechenintensität oder als
schnelle, dann als Fast-Fourier-Transformation (FFT) bezeichnet und mit erheblich geringerer Rechenintensität ausgeführt ist.

Kommerzielle Systeme bedienen sich üblich der Fast-Fourier-Transformation. Dies ist eher der Tradition als der technischen Notwendigkeit geschuldet, denn die heutig verfügbaren Rechenleistungen und Speichergrößen erfordern bei der üblichen Vorgehensweise nicht zwingend eine Fast-Fourier-Transformation. In der Signalanalyse mit MATLAB® kann die Entscheidung ob DFT oder FFT sogar ignoriert werden.

Ziel der Fourier-Transformation (FT) ist es, diskrete Signale aus dem Zeitbereich in den Frequenzbereich zu überführen. Die folgenden Darstellungen sollen dem Anwender eine Anleitung geben, FT Spektren zu erhalten und die Ergebnisse zu interpretieren. Auf die wesentlichen Einstellmöglichkeiten und Stolperfallen wird hingewiesen, so dass der Anwender durch vernünftig gewählte Einstellungen (in den meisten Fällen) ein sinnvolles Resultat erhalten wird.

Die Darstellung erhebt nicht den Anspruch, die FT mathematisch umfassend darzustellen. Deshalb wird nur ein Mindestmaß an mathematischem Instrumentarium verwendet (d. h. ohne mathematische Darstellung der Faltungsoperation, der Drichlet-Funktion und des
Dirac-Kammes). Ebenso bleiben einige Verfahren unbehandelt, die über die Grundlagen hinausgehen und dem Experten vorbehalten sind. Hierfür wird auf die Literatur verwiesen.
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MATLAB Signalanalyse im Zeitbereich

Armin Rohnen — Wed, 01 Jul 2026 08:55:46 GMT

Die Seite wurde neu angelegt: „{{Seitenkopf}} <div style="display:flex; gap:2em;"> <div style="flex:2;"> ==Signalanalyse im Zeitbereich== In der Messdatenerfassung von Schwingungen fallen große Datenmengen an. Aufgabe der Signalanalyse ist es, diese Datenmengen so aufzubereiten, dass eine weitere Interpretation der Ergebnisse möglich wird. Dies kann zum Beispiel die Aufgaben # Messung der Schwingungen an einer Maschine und Vergleich mit einem Grenzwert, # Erfassung der Änderung von…“

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==Signalanalyse im Zeitbereich==
In der Messdatenerfassung von Schwingungen fallen große Datenmengen an. Aufgabe der Signalanalyse ist es, diese Datenmengen so aufzubereiten, dass eine weitere Interpretation der Ergebnisse möglich wird. Dies kann zum Beispiel die Aufgaben
# Messung der Schwingungen an einer Maschine und Vergleich mit einem Grenzwert,
# Erfassung der Änderung von Lagerschwingungen an einer Maschine,
# Ermittlung eines Beanspruchungskollektives an einer Fahrwerkskomponente,
# Ermittlung der Eigenfrequenz einer Aggregatelagerung.
umfassen. Jede der Aufgaben verlangt eine andere Messtechnik und Herangehensweise in der Signalanalyse. Für alle Aufgaben ist es jedoch notwendig die Datenmenge zu reduzieren, damit Aussagen getroffen werden können.

Es sind u. U. die Messungen der Schwingungsantwort so aufzubereiten, dass ein einzelner kennzeichnender Zahlenwert gewonnen wird. Dieser wird dann mit einem Grenzwert verglichen. Dieses setzt voraus, dass der Grenzwert mit einer einzelnen Zahl beschrieben werden kann und bedingt häufig eine Aufbereitung (z. B. Filterung) der Signale. Die Veränderung von Schwingungen an Maschinen ist ein Aufgabengebiet der Zustandsüberwachung von Maschinen. Hier steht nicht der einzelne Schwingungsvorgang im Mittelpunkt der Betrachtung, sondern der langfristige Trend zwischen zwei Wartungen. Somit muss die Signalanalyse Indikatoren für Trends liefern und gleichzeitig die nicht ben¨otigten Signalanteile vor der Bewertung abtrennen.

Bei der Ermittlung des Beanspruchungskollektives für nachfolgende Berechnungen und Versuche wird auf die Erfassung der Reihenfolge und Frequenz der Beanspruchung verzichtet. Damit werden die Daten so verdichtet, dass diese Beanspruchungsklassen und Häufigkeiten enthalten.

Es lassen sich mit den Werkzeugen der Signalanalyse Zusammenhänge aufzeigen, die durch die Sichtung der ermittelten Messsignale nicht herzustellen sind. Eine in sich geschlossene Vorgehensweise bei der Signalanalyse entlang z. B. eines Entscheidungsbaumes ist nicht durchgängig möglich. In den einzelnen Anwendungsfeldern haben sich z. T. unterschiedliche Herangehensweisen etabliert und haben den Niederschlag in Normen und Regelwerken gefunden.
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==Downloads==
* [[:Datei:Zeitsignal differenzieren und integrieren.zip|Differenzieren und integrieren von Zeitsignalen]]
* [[:Datei:Signalanalyse im zeitbereich.zip|Signalanalyse im Zeitbereich]]
* [[:Datei:Rainflow.zip|Rainflowanalyse]]
* [[:Datei:Oktaven Terzen.zip|ntel-Oktavanalyse]]
* [[:Datei:Korrelationen.zip|Korrelationsfunktionen]]
* [[:Datei:Huellkurven.zip|Hüllkurven]]
* [[:Datei:GlEffektivwert.zip|Pegelmessgeräte / gleitender Effektivwert]]
* [[:Datei:Filter.zip|Filter]]
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