Die Modalanalyse kann experimentell und/oder nummerisch durchgeführt werden. Die beiden Ansätze werden sowohl einzeln als auch in Kombination eingesetzt, um ein umfassendes Verständnis des dynamischen Verhaltens von Bauteilen, Strukturen und Systemen zu erhalten.
Bei der experimentellen Modalanalyse werden tatsächliche Messungen an einem realen Objekt oder einer realen Struktur durchgeführt, um die modalen Parameter (Eigenfrequenz, Eigenform, modale Dämpfung und modale Masse) zu ermitteln.
Dies kann durch Anregung des Systems mit Schwingungserregern (Modalhammer, Shaker) und Messung der Antworten oder durch reine Antwortmessung infolge Umgebungsanregung (ambiente Erregung) erfolgen. Die experimentelle Modalanalyse liefert direkte Informationen über das tatsächliche Verhalten des Systems unter realen Bedingungen, unabhängig von Modellannahmen.
Vorteile
Anwendung an vorhandenen Strukturen
Die experimentelle Modalanalyse ist besonders nützlich, um das Verhalten bestehender Strukturen oder Komponenten zu untersuchen, für die möglicherweise keine detaillierten Modelle verfügbar sind.
Validierung nummerischer Modelle
Experimentelle Modalanalysen werden häufig verwendet, um die bei der FE-Analyse ermittelten Modaldaten zu validieren und sicherzustellen, dass die simulierten Ergebnisse die Realität ausreichend genau abbilden.
Nachteile
Bei der experimentellen Messung wird immer ein physischer Prototyp benötigt, weshalb Versuche zur Untersuchung der Schwingungen stets mit höheren Kosten verbunden sind, als eine Simulation auf Basis eines Finite-Elemente-Modells.
Die Modalanalyse ist ein wertvolles Verfahren, um das dynamische Verhalten von Objekten und Strukturen beurteilen zu können – insbesondere deren systemeigene Schwingungseigenschaften sowie die potenziellen Reaktionen auf innere und äußere Anregungen.
Wir verwenden die Modalanalyse, um die Dynamik von Konstruktionen zu verstehen, zu optimieren und zu validieren. In vielen Bereichen, darunter die Automobil- und Halbleiterindustrie, die Luft- und Raumfahrt sowie der Maschinen- und Anlagenbau hat sich die Modalanalyse als integraler Baustein bei der Produktentwicklung und Optimierung bewährt.
Grundsätzlich kann die Modalanalyse auf zwei Weisen durchgeführt werden: einerseits analytisch über eine FEM-Analyse durch Berechnung der modalen Struktureigenschaften mithilfe einer virtuellen Simulation und andererseits anhand von experimentellen Untersuchungen der Schwingung unter realen Bedingungen – bei unseren Kunden vor Ort oder in unserem hauseigenen Labor.
Auf diese Weise können wir zuverlässig die Eigenfrequenzen respektive Resonanzfrequenzen der Eigenschwingungen sowie die zugehörige Dämpfung der Bauteile berechnen beziehungsweise experimentell bestimmen. Die zentralen Systemeigenschaften Eigenfrequenz, Eigenform, modale Dämpfung und modale Masse werden auch modale Parameter genannt.
Die ermittelten Modalparameter werden weiterhin zusammengefasst als Modalmodell bezeichnet, welches wichtige Informationen über das Verhalten der untersuchten Bauteile und Strukturen liefert. Diese Informationen können anschließend zielorientiert für die Entwicklung und Optimierung von Produkten eingesetzt werden.
Unser oberstes Bestreben ist Ihr Erfolg. Deshalb bieten wir Ihnen individuelle Lösungen, die perfekt auf Ihre Anforderungen zugeschnitten sind. Dabei setzen wir auf eine Kombination aus FEM-Analyse und experimentellen Schwingungsuntersuchungen sowie den Vergleich von Versuchs- und Analyseergebnissen sowie die Validierung der Modelle. Diese ganzheitlichen Ansätze ermöglichen es uns, Ihnen die bestmöglichen Ergebnisse zu liefern. Weitere Informationen über unser Unternehmen und unsere umfassenden Dienstleistungen finden Sie hier.
In Branchen wie der Automobil- und der Halbleiterindustrie, der Luft- und Raumfahrt, sowie dem Maschinen- und Anlagenbau stehen technische Produkte vor anspruchsvollen Herausforderungen hinsichtlich Festigkeit, Vibration und Eigenfrequenz (Eigenschwingung) und Geräuschemission.
Die ICS hat ihre Fachkompetenz gezielt auf diese Branchen ausgerichtet und bietet umfassende Lösungen an. Unsere Dienstleistungen umfassen die Anwendung von FEM-Analysen und Berechnungen, Schwingungsversuchen sowie Modellvalidierung. Unser Ziel ist es dabei, Ihnen maßgeschneiderte und integrierte Gesamtlösungen zu liefern, um diese anspruchsvollen Anforderungen erfolgreich zu meistern.
GERNE HELFEN WIR IHNEN WEITER!
