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 Projektabschluss ScanCut: Filigranere Steckverbinder dank Laserschneiden
06.08.2020 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht Neue NMR-Methode ermöglicht Beobachtung chemischer Reaktionen in Metallbehältnissen
16.07.2020 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Projektabschluss ScanCut: Filigranere Steckverbinder dank Laserschneiden

Eine entscheidende Ergänzung zum Stanzen von Kontakten erarbeiteten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT. Die Aachener haben im Rahmen des EFRE-Forschungsprojekts ScanCut zusammen mit Industriepartnern aus Nordrhein-Westfalen ein hybrides Fertigungsverfahren zum Laserschneiden von dünnwandigen Metallbändern entwickelt, wodurch auch winzige Details von Kontaktteilen umweltfreundlich, hochpräzise und effizient gefertigt werden können.

Sie sind unscheinbar und winzig, trotzdem steht und fällt der Einsatz eines modernen Fahrzeugs mit ihnen: Die Rede ist von mehreren Tausend Steckverbindern im...

Im Focus: ScanCut project completed: laser cutting enables more intricate plug connector designs

Scientists at the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT have come up with a striking new addition to contact stamping technologies in the ERDF research project ScanCut. In collaboration with industry partners from North Rhine-Westphalia, the Aachen-based team of researchers developed a hybrid manufacturing process for the laser cutting of thin-walled metal strips. This new process makes it possible to fabricate even the tiniest details of contact parts in an eco-friendly, high-precision and efficient manner.

Plug connectors are tiny and, at first glance, unremarkable – yet modern vehicles would be unable to function without them. Several thousand plug connectors...

Im Focus: Elektrogesponnene Vliese mit gerichteten Fasern für die Sehnen- und Bänderrekostruktion

Sportunfälle und der demografische Wandel sorgen für eine gesteigerte Nachfrage an neuen Möglichkeiten zur Regeneration von Bändern und Sehnen. Eine Kooperation aus italienischen und deutschen Wissenschaftler*innen forschen gemeinsam an neuen Materialien, um dieser Nachfrage gerecht zu werden.

Dem Team ist es gelungen elektrogesponnene Vliese mit hochgerichteten Fasern zu generieren, die eine geeignete Basis für Ersatzmaterialien für Sehnen und...

Im Focus: New Strategy Against Osteoporosis

An international research team has found a new approach that may be able to reduce bone loss in osteoporosis and maintain bone health.

Osteoporosis is the most common age-related bone disease which affects hundreds of millions of individuals worldwide. It is estimated that one in three women...

Im Focus: Neue Strategie gegen Osteoporose

Ein internationales Forschungsteam hat einen neuen Ansatzpunkt gefunden, über den man möglicherweise den Knochenabbau bei Osteoporose verringern und die Knochengesundheit erhalten kann.

Die Osteoporose ist die häufigste altersbedingte Knochenkrankheit. Weltweit sind hunderte Millionen Menschen davon betroffen. Es wird geschätzt, dass eine von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Innovationstage 2020 – digital

06.08.2020 | Veranstaltungen

Innovationen der Luftfracht: 5. Air Cargo Conference real und digital

04.08.2020 | Veranstaltungen

T-Shirts aus Holz, Möbel aus Popcorn – wie nachwachsende Rohstoffe fossile Ressourcen ersetzen können

30.07.2020 | Veranstaltungen

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

Der Türsteher im Gehirn

06.08.2020 | Biowissenschaften Chemie

Kognitive Energiesysteme: Neues Kompetenzzentrum sucht Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft

06.08.2020 | Energie und Elektrotechnik

Projektabschluss ScanCut: Filigranere Steckverbinder dank Laserschneiden

06.08.2020 | Verfahrenstechnologie

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