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Untersuchung und Vergleich verschiedener berührender und berührungsloser Methoden zur Schwingungsanregung bei der akustischen Resonanzanalyse

* Presenting author
Day / Time: 21.03.2018, 15:40-16:00
Room: MW 1450
Typ: Vortrag (strukturierte Sitzung)
Abstract: Für die akustische Resonanzanalyse wird in der Praxis meist auf eine Impulsanregung durch einen Hammerschlag zurückgegriffen. Diese Methode ist einerseits nur eingeschränkt zerstörungsfrei, da plastische Verformungen je nach Hammer- und Bauteilmaterial schon bei geringen Impactgeschwindigkeiten auftreten, und andererseits nur bedingt reproduzierbar, was durch natürliche Schwankungen hinsichtlich der eingeleiteten Kraft, des Auftreffpunktes und der Anregungsrichtung bedingt ist. Auch eine gezielte Anregung eines relevanten Frequenzbereichs ist nicht ohne Weiteres möglich.In dieser Arbeit wurden deshalb zunächst unter möglichst konstanten Versuchsbedingungen Impacts mit verschieden großen Kugeln aus Stahl, Siliziumnitrid und Polypropylen auf einer Aluminium-Pleuelstange realisiert, wodurch verschiedene Kontaktdauern und Energieeinträge in das Bauteil eingestellt wurden. Es erfolgte eine Auswertung der jeweils angeregten Eigenmoden und spektralen Amplituden.Im Anschluss wurde die Schwingungsanregung mit Laser- und Druckluftimpulsen hinsichtlich ihrer Anregungseigenschaften für Aluminiumwerkstoffe untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass mit Laserstrahlung und mit Druckluft sowohl eine kontinuierliche Anregung – bei geeigneter Repetitionsrate der Pulse – als auch eine Anregung durch Einzelpulse mit entsprechender Pulslänge möglich ist. Die Druckluftanregung ist zudem vollständig zerstörungsfrei und mit vergleichsweise geringem technischem und finanziellem Aufwand umsetzbar. Die Ergebnisse zeigen, dass die beiden berührungslosen Methoden prinzipiell realistische Alternativen zur Hammeranregung darstellen und nach einer Übertragung auf Industriemaßstab der akustischen Resonanzanalyse neue Anwendungsfelder eröffnen können.