Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fehlersuche mit Wind und Wasser

01.04.2010
Brücken, Flugzeuge und Windräder sind ständig in Bewegung. Naturgewalten, Fahrzeuge und Fußgänger lösen die Vibrationen aus. Bislang wird das Schwingungsverhalten der Bauteile mit aufwändigen Prüfverfahren getestet. Ingenieure zeigen jetzt, dass es auch einfacher geht.

Hoch über dem Fluss spannt sich eine schmale Eisenbrücke. Ein Fußgänger spürt deutlich, wie der Stahl schwingt, wenn eine weitere Person die Brücke betritt. Damit jeder sich beim Überqueren sicher fühlen kann, wird mit aufwändigen Verfahren geprüft, in welchem Zustand die Struktur ist und ob Einsturzgefahr besteht.


Hält die Stange des Windrads Wind und Wetter stand? Forscher am LBF nutzen Umwelteinflüsse, um Rückschlüsse auf den Zustand eines Bauteils zu ziehen. (© Fraunhofer LBF)

»Oft werden etwa Brücken mit riesigen Fallhämmern angeregt, um das Schwingungsverhalten zu testen«, sagt Dr. Dirk Mayer vom Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt. Derzeit arbeiten Mayer und sein Team daran, natürliche Faktoren wie Wind oder Wasser für eine automatisierte Schwingungsanalyse zu nutzen. Langwierige und teure Hammertests könnten mit dieser »Output Only Modal Analyse« schon bald überflüssig werden.

»Nicht nur bei Brücken, sondern auch bei Schiffen, Windenergieanlagen oder Flugzeugen ist es wichtig, das Schwingungsverhalten kontinuierlich zu überwachen«, erläutert der Experte. »Bei Flugzeugen verwendet man allerdings unter den Tragflächen angebrachte elektro-dynamische Shaker, um Defekte zu entdecken.« Im Gegensatz zu bisherigen Testverfahren arbeiten die Wissenschaftler nicht mit dem Hammer oder Shaker – sondern ausschließlich mit den Einflüssen der Umwelt. Um die Schwingungserregung durch den vorhandenen Wind zu nutzen, haben die Experten zwei Beschleunigungssensoren an einem Windradmodell angebracht.

Zwei Rechner verarbeiten die gemessenen Werte. »Zwei Computer deshalb, weil schon bei 100 Abtastwerten pro Sekunde innerhalb kurzer Zeit riesige Datenmengen auflaufen«, sagt Mayer. »Deshalb übernimmt ein PC die Vorverarbeitung der Signale und komprimiert so die Daten. Der zweite erledigt die weitere Auswertung und bestimmt die Resonanzfrequenzen. Wird die Frequenz im Lauf der Zeit niedriger, bedeutet dies, dass die Steifigkeit nachlässt. Der Prüfer weiß, was die Steifigkeits- oder Dämpfungswerte für sein Bauteil oder seine Maschine bedeuten. Bei unserem Test erkennen wir, ob die Stange des Windradmodells defekt ist. Bei Brücken kann man auf den Bauteilzustand schließen, wenn man mit dieser Methode einige Wochen die Anregungen, die die Fußgänger auslösen, auswertet.«

Die Forscher wollen ihr Verfahren künftig als Dienstleistung anbieten. Außerdem überlegen sie, inwieweit sich unerwünschte Schwingungen aktiv dämpfen lassen. Auf der Hannover-Messe vom 19. bis zum 23. April zeigen die Experten die neue Analyse an einem Modellflugzeug (Adaptronik in Halle 2, Stand D26.). Denn künftig sollen auch Linienmaschinen mit dieser Methode während des Betriebs untersucht werden.

Dr.-Ing. Dirk Mayer | Fraunhofer Mediendienst
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/presse/presseinformationen/2010/04/automatisierte-schwingungsanalyse.jsp

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Fraunhofer-Institute entwickeln zerstörungsfreie Qualitätsprüfung für Hybridgussbauteile
19.01.2017 | Fraunhofer IFAM

nachricht Löschwasser mobil und kosteneffizient reinigen
18.01.2017 | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise