Seminar

Modalanalyse verstehen, anwenden und Ergebnisse interpretieren

Veranstaltungsnummer: 02SE071

Mit Teilnahmebescheinigung

  • Modalanalyse in Experiment und Simulation: die Theorie und ihre Grenzen
  • Grundlagen der Schwingungsmesstechnik
  • Signalanalyse vs. Modellbasierte Systemanalyse
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Kommende Termine:

29. – 30. September 2021
Bonn

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09. – 10. November 2021
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08. – 09. Februar 2022
Frankfurt am Main

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19. – 20. April 2022
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29. – 30. Juni 2022
Stuttgart

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06. – 07. September 2022
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28. – 29. März 2023
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Die Modalanalyse ist ein Tool zur Ermittlung von Eigen­frequenzen, Eigenformen und der modalen Dämpfung. Kennt­nisse der modalen Größen sind die Basis für schwingungsoptimierte Konstruktionen oder nachträglich vorzunehmende schwingungsmindernde Maßnahmen. Vermittelt wird die Modalanalyse anhand theoretischer Überlegungen und der praktischen Durchführung.

 

Das Schwingungsverhalten einer angeregten Struktur wird durch das Auftreten von Eigenschwingungen beeinflusst. Bei diskreten Frequenzen (Eigenfrequenzen) treten nach Abschalten der Erregung freie Schwingungen des Systems auf (Eigenschwingungen), die verschiedene Formen aufweisen. Die Integration der experimentellen Bestimmung dieser Größen ist bei der Produktentwicklung von Vorteil und für die Minderung der Schwingungen von Endsystemen unumgänglich.

 

Neben den Grundlagen der Modalanalyse sowie zur Messung von Schwingungen lernen Sie an zwei Tagen, wie Sie komplexe mechanische Strukturen als Mehrfreiheitsgradschwinger abstrahieren. Vor- und Nachteile der Signal- und Systemanalyse werden vorgestellt, die experimentelle Bestimmung von Eigenfrequenzen, Eigenformen und der modalen Dämpfung behandelt. Das Erkennen und Vermeiden von Messfehlern wird ebenso betrachtet wie die Umsetzung in die Praxis.

Top-Themen

  • Modalanalyse in Experiment und Simulation: die Theorie und ihre Grenzen
  • Grundlagen der Schwingungsmesstechnik
  • Signalanalyse vs. Modellbasierte Systemanalyse
  • Curve-Fitting: Keine reine Ansichtssache
  • Model-Updating und mehr: Verwendung der Ergebnisse der Modalanalyse

Ablauf des Seminars "Modalanalyse verstehen, anwenden und Ergebnisse interpretieren"

Erfahren Sie im Seminar "Modalanalyse verstehen, anwenden und Ergebnisse interpretieren" mehr zu folgenden Themen:

1. Tag 10:00 bis 18:00 Uhr

2. Tag 09:00 bis 15:00 Uhr

Grundlagen der Schwingungsmesstechnik

  • Einordnung, Darstellung und Kennzeichnung von Schwingungen
  • Das Resonanzphänomen: Diskomfort, zerstörerische Kräfte und Momente, aber manchmal auch erwünscht
  • Freie und erzwungene Schwingungen
  • Was sind Eigenfrequenzen, Eigenformen und modale Dämpfung?
  • Beeinflussung von Schwingungen durch Strukturmodifikation, Schwingungsisolierung, Einbau von Tilgern und Verminderung der erregenden Schwingungen

Systemanalyse vs. Strukturanalyse

  • Modellvorstellung und Voraussetzungen für die messtechnische Schwingungs- und Systemanalyse
  • Vom Einfreiheitsgradschwinger zum Mehrfreiheitsgrad­schwinger
  • Übertragungsfunktion und Transmissibilitäten
  • Anregung und Antwortmessung
  • Messfehler: Aliasing, Leakage und Picket fences

Vorüberlegungen zur Durchführung der Modalanalyse

  • Diskretisierung kontinuierlicher Systeme
  • Fourier-Transformation und deren Umsetzung
  • Analysator-Einstellungen wie z.B. Frequenzband, Triggering und Länge des Messzeitfensters
Gruppenübung: Schwingungsmessung mittels moderner Analysator-Software.

Bestimmung von Übertragungsfunktionen als Grundlage der experimentellen Modalanalyse

  • Experimentelle Bestimmung der Übertragungsfunktionen
  • Aufbau der Übertragungsfunktionsmatrix
  • Bewertung der Messergebnisse
  • Einfluss von Nichtlinearitäten: Randbedingungen, Geometrie
  • Einfluss von zeitlich veränderlichen Systemeigenschaften
Gruppenübung: Experimentelle Bestimmung von Über­tragungsfunktionen

Bestimmung der modalen Größen aus Übertragungsfunktionen

  • Dämpfungsmodelle wie die Proportionaldämpfung und ein allgemeines Dämpfungsmodell
  • Fitverfahren: Peak-Picking und Komplexexponentialfit
  • Darstellung und Bewertung der Ergebnisse
Gruppenübung: Bestimmung der Eigenfrequenzen, Eigenformen und der modalen Dämpfung aus den gemessenen Übertragungsfunktionen

Umgang mit nicht-perfekten Bedingungen

  • Gestaltung passender Randbedingungen
  • Modellierung und Umgang mit Nichtlinearitäten
  • Umgang mit Zufallsschwingungen: Schwingungen zeitvarianter Systeme wie Kardangelenke oder Rohrleitungen

Verwendung der experimentell ermittelten modalen Größen

  • Simulation erzwungener Schwingungen
  • Sensitivitätsanalyse: Wirksamkeit möglicher Struktur­veränderungen
  • Strukturmodifikation: Auswirkungen von Steifigkeits- und Massen­veränderungen
Gruppenübung: Durchführung einer Sensitivitätsanalyse und Strukturmodifikation

Behandlung von Schwingungsproblemen mit den Erkenntnissen aus der experimentellen Modalanalyse

  • Prinzipielles Model-Updating und Konstruktionsanpassung
  • Tilgerauslegung und Schwingungsisolation
  • Identifizierung von Schädigungen
  • Grenzen der experimentellen Modalanalyse
Gruppenübung: Durchführung eines Model-Updatings

Seminarmethoden

Dieses Seminar beginnt mit den notwendigen theoretischen Grundlagen der Schwingungslehre und der Modalanalyse. Im Anschluss daran wird die praktische Umsetzung der Modalanalyse erklärt und auf Finessen in der Messdatenerfassung aufmerksam gemacht. Der Höhepunkt dieser Weiterbildung ist die Durchführung einer Modalanalyse (Hard- und Software der Firma Siemens) mit der anschließenden Interpretation der Resultate.

Zielgruppe

Das Seminar "Modalanalyse verstehen, anwenden und Ergebnisse interpretieren" richtet sich an Mitarbeiter aus:

  • Entwicklung und Konstruktion / Produktentwicklung
  • Mess- und Prüftechnik / Qualitätssicherung
  • Instandhaltung
  • Verpackungstechnik

Ihre Referent für das Seminar "Modalanalyse verstehen, anwenden und Ergebnisse interpretieren":

Dipl.-Ing. Matthias Keil, Maul-Theet GmbH, Berlin

Herr Dipl.-Ing. Matthias Keil studierte an der Technischen Universität Berlin Maschinenbau mit der Fachrichtung Konstruktionstechnik. Nach seiner Zeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am damaligen Institut für Schwingungslehre und Maschinendynamik der TU Berlin, sammelte er bei der Maul-Theet GmbH, einem Ingenieurbüro für Schwingungstechnik, Erfahrungen im Bereich der Soft- und Hardwareentwicklung auf allen Gebieten der Strukturdynamik.

Bis heute ist er als leitender Angestellter für die Maul-Theet GmbH in allen Bereichen der Schwingungsmessung und Strukturdynamik in zahlreichen Dienstleistungsprojekten tätig. Als technischer Direktor der Maul-Theet GmbH kann er auf mehr als 20 Jahre Erfahrung im Bereich der Softwareentwicklung zur Modalanalyse zurückgreifen.

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