Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016

Moderne mechatronische Systeme integrieren eine große Anzahl von Funktionen und besitzen entsprechend vielfältige Schnittstellen mit ihrer Umgebung. Um solche Systeme im Versuchsfeld testen zu können, ist eine realitätsnahe Simulation ihrer Umgebung erforderlich. Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF hat ein neuartiges Prüfsystem entwickelt, das durch hochdynamische Aktoren und entsprechende Regelung eine experimentelle Simulation komplexer schwingungstechnischer Problemstellungen ermöglicht. Ein vom LBF initiierter Workshop „Realitätsnah testen mit Hardware in-the-Loop“ im Januar 2017 wird das Potenzial moderner Testverfahren näher beleuchten.

Probleme mit der Funktionalität oder der Zuverlässigkeit hochdynamisch belasteter Komponenten werden häufig erst nach der Integration ins Gesamtsystem erkennbar, was hohen Arbeits- und Zeitaufwand für entsprechende Versuche nach sich zieht.


Mehrachsprüfstand zur Nachbildung von Fahrmanövern gleichzeitig in alle sechs Raumachsen

Foto: Fraunhofer LBF.

Eine Nachbildung der mechanischen Wechselwirkungen im Laborversuch kann somit Produktentwicklungsprozesse deutlich beschleunigen und vereinfachen. „Die Herausforderung besteht in solchen Fällen darin, Testumgebungen zu entwickeln, die die im Feld auftretenden Schwingungen präzise simulieren können, um so zum Beispiel Ausfallmechanismen unter reproduzierbaren Bedingungen zu studieren“, erklärt Jiri Vrbata, Spezialist für Regelungstechnik im Fraunhofer LBF.

Mehraxialer Prüfstand entwickelt

Im Rahmen eines Industrieprojektes mit der Robert Bosch GmbH entwickelte das Fraunhofer LBF ein neuartiges Prüfsystems, mit dem es möglich ist, die in der realen Umgebungsbedingung auftretenden dynamischen Belastungen von mechatronischen Komponenten in einem Frequenzbereich von 200 Hertz bis 7 Kilohertz mit geringem Aufwand automatisiert nachzubilden.

Die entwickelte Prüfumgebung ermöglicht die realistische Nachbildung eines mechanischen Anregungsprofils sowohl für harmonische als auch für transiente Anregungssignale in allen sechs Raumrichtungen. „Dabei müssen wir die Stellsignale für die Belastungseinrichtung mit hoher Genauigkeit erzeugen. Dazu passen wir Algorithmen an, die wir bereits erfolgreich in der aktiven Schwingungsminderung eingesetzt haben“, so Vrbata.

Darüber hinaus verwenden die Forscher für die Nachbildung von hochdynamischen Signalen mit kleiner Amplitude bis zu neun Piezoaktoren, wobei sie darauf achten, dass der Versuchsstand selbst im relevanten Frequenzbereich keine eigene Dynamik, beispielsweise in Form von Resonanzen, aufweist. Dies würde zu einer deutlich verschlechterten Signalnachbildung führen.

Designvarianten schnell validiert

Die Validierung schwingungstechnischer Eigenschaften möglichst früh im Entwicklungsprozess hat mehrere Vorteile. Zunächst lässt sich durch leistungsfähige Laborversuche der Aufwand für wesentlich umfangreichere Testaufbauten oder Feldversuche reduzieren. Weiterhin sind frühzeitige Designänderungen mechatronischer Systeme meist wesentlich einfacher durchzuführen als Modifikationen in späteren Entwicklungsphasen.

Der Mehrwert wird besonders groß, wenn auf diese Weise Designvarianten schnell validiert werden können. Potentielle Anwendungsgebiete sind Entwicklungsprojekte, in denen Laborversuche mit üblichen Schwingerregern Probleme nicht genügend genau reproduzieren können, aber der Aufwand für eine vollständige Systemintegration und Erprobung im Feld zu aufwändig ist. Das bestätigt auch Dr. Thomas Kimpel von der Robert Bosch GmbH: „Mit Hilfe des entwickelten Prüfstands können Versuche an Steuergeräten in frühen Entwicklungsstadien durchgeführt und notwendige Designänderungen schnell umgesetzt werden.“

Experten im Dialog

Passend zum Thema veranstaltet das Fraunhofer LBF am 31. Januar 2017 den Workshop „Realitätsnah testen mit Hardware in-the-Loop“. Die Veranstaltung führt in die Thematik des HiL-Tests ein und stellt aktuelle Anwendungen und Entwicklungen im Bereich der Komponenten- und Systemprüfung in den Mittelpunkt. Drei praxisnahe Expertenvorträge der Firmen dSPACE, Schaeffler und AVL unterstützen den Workshop. Die Teilnahme ist kostenfrei und erfordert eine Anmeldung über die Homepage des Fraunhofer LBF. Der Workshop bietet Zeit für Austausch und Diskussionen und die Teilnehmer können die Laborflächen des Fraunhofer LBF besichtigen.

Weitere Informationen:

http://www.lbf.fraunhofer.de/HiLanmeldung (Anmeldung zum Workshop)
http://www.lbf.fraunhofer.de/hardwareintheloop (Hintergrundinformationen zum Thema)

Anke Zeidler-Finsel | Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Weitere Berichte zu: Betriebsfestigkeit Fraunhofer-Institut LBF Piezoaktoren Workshop

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Seminare Workshops:

nachricht Effizienter Heizen und Kühlen mit Salzlösung
12.11.2018 | Technische Universität Berlin

nachricht Internationaler Workshop am Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme - November 2018
01.11.2018 | Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Seminare Workshops >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Rasende Elektronen unter Kontrolle

Die Elektronik zukünftig über Lichtwellen kontrollieren statt Spannungssignalen: Das ist das Ziel von Physikern weltweit. Der Vorteil: Elektromagnetische Wellen des Licht schwingen mit Petahertz-Frequenz. Damit könnten zukünftige Computer eine Million Mal schneller sein als die heutige Generation. Wissenschaftler der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) sind diesem Ziel nun einen Schritt nähergekommen: Ihnen ist es gelungen, Elektronen in Graphen mit ultrakurzen Laserpulsen präzise zu steuern.

Eine Stromregelung in der Elektronik, die millionenfach schneller ist als heutzutage: Davon träumen viele. Schließlich ist die Stromregelung eine der...

Im Focus: UNH scientists help provide first-ever views of elusive energy explosion

Researchers at the University of New Hampshire have captured a difficult-to-view singular event involving "magnetic reconnection"--the process by which sparse particles and energy around Earth collide producing a quick but mighty explosion--in the Earth's magnetotail, the magnetic environment that trails behind the planet.

Magnetic reconnection has remained a bit of a mystery to scientists. They know it exists and have documented the effects that the energy explosions can...

Im Focus: Eine kalte Supererde in unserer Nachbarschaft

Der sechs Lichtjahre entfernte Barnards Stern beherbergt einen Exoplaneten

Einer internationalen Gruppe von Astronomen unter Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Astronomie in Heidelberg ist es gelungen, beim nur sechs Lichtjahre...

Im Focus: Mit Gold Krankheiten aufspüren

Röntgenfluoreszenz könnte neue Diagnosemöglichkeiten in der Medizin eröffnen

Ein Präzisions-Röntgenverfahren soll Krebs früher erkennen sowie die Entwicklung und Kontrolle von Medikamenten verbessern können. Wie ein Forschungsteam unter...

Im Focus: Ein Chip mit echten Blutgefäßen

An der TU Wien wurden Bio-Chips entwickelt, in denen man Gewebe herstellen und untersuchen kann. Die Stoffzufuhr lässt sich dabei sehr präzise dosieren.

Menschliche Zellen in der Petrischale zu vermehren, ist heute keine große Herausforderung mehr. Künstliches Gewebe herzustellen, durchzogen von feinen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Kalikokrebse: Erste Fachtagung zu hochinvasiver Tierart

16.11.2018 | Veranstaltungen

Können Roboter im Alter Spaß machen?

14.11.2018 | Veranstaltungen

Tagung informiert über künstliche Intelligenz

13.11.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Mikroplastik in Kosmetik

16.11.2018 | Studien Analysen

Neue Materialien – Wie Polymerpelze selbstorganisiert wachsen

16.11.2018 | Materialwissenschaften

Anomale Kristalle: ein Schlüssel zu atomaren Strukturen von Schmelzen im Erdinneren

16.11.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics