• Bei welcher Analyse stimmt alles?

Experimentelle (EMA) und Output-Only (OMA) Modalanalyse

Modalanalyse durch Messung

Die Modalanalyse durch Messung ist ein anspruchsvolles Analyseverfahren der Strukturdynamik. Ziel ist die Bestimmung der maßgebenden Schwingungseigenschaften einer Maschine oder Komponente:

  • Eigenfrequenzen,
  • Eigenschwingungsformen und
  • modale Dämpfungsgrade.

Generell können zwei Verfahren unterschieden werden, beide werden bei uns regelmäßig und problemspezifisch eingesetzt:

  • Experimentelle Modalanalyse (EMA) oder
  • Output-Only Modalanalyse / Operational Modal Analysis (OMA)
Modalanalyse von Platte mit Laserscanner

Einer der wesentlichen Unterschiede der OMA ist, dass bei einer solchen Messung keine definierte äußere Anregung aufgebracht wird. Die Schwingungsanregung erfolgt durch die Umgebung – idealerweise breitbandig. Das Verfahren der OMA kommt ursprünglich aus dem Bereich der Baudynamik, wo z. B. eine breitbandige Anregung durch den Wind erfolgen kann. Bei Analyse von Maschinebaustrukturnen kann eine evtl. benötigte zusätzliche breitbandige Anregung durch einen Shaker künstlich erzeugt werden. Auch hier wird eine spezielle Software benutzt, welche die modalen Größen extrahiert.

Die Ergbenisse beider Analysen können direkt zur Analyse eines Schwingungsproblems benutzt werden oder z. B. auch für das Update eines FE-Modells (Model-Update).

Messergebnis: Eigenform Platte

Bei der klassischen EMA wird das Schwingungsverhalten des Prüflings in seinem Einbauzustand oder unter „frei-frei“ Randbedingungen analysiert. Hierfür wird der Prüfling mit einer ausreichenden Anzahl von meist Beschleunigungssensoren ausgestattet – alternativ können wir auch ein Scanning-Laser-Doppler-Vibrometer (SLDV) einsetzen. Beim Versuch wird der Prüfling typischerweise mit einem (Modal-)Hammer oder einem Shaker angeregt. Das Anregungssignal (Kraft) wird beim Versuch mit einem Kraftsensor erfasst. Aus der gemessenen Kraftanregung und den Schwingantworten des Prüflings werden die modalen Größen mit einer Spezialsoftware ermittelt.

Übertragungsfunktion an Platte