Experimentelle Schwingungsanalyse (Modul MW1995) (Vorlesung)

Vortragende/r (Mitwirkende/r)
Umfang2 SWS
SemesterWintersemester 2018/19
Stellung in StudienplänenSiehe TUMonline
TermineSiehe TUMonline

Teilnahmekriterien & Anmeldung

Lernziele

Nach der Teilnahme an der Modulveranstaltung sind die Studierenden in der Lage, typische Schwingungsphänomene an Maschinen und Strukturen zu unterscheiden und bei konkreten Problemstellungen an einem realen Objekt zu erkennen. Die Teilnehmer kennen damit die Grundlagen, um Messaufgaben zur Schwingungsanalyse zu formulieren. Darauf aufbauend sind die Studierenden fähig, die in der Vorlesung vermittelten Inhalte zur Analyse und Bewertung heranzuziehen, um das Schwingungsverhalten im konkreten Fall physikalisch richtig einschätzen und interpretieren zu können. Die Studierenden besitzten einen Literaturüberblick und ein Nachschlagewerk für weiterführende Fragestellungen der experimentellen Schwingungsanalyse.

Beschreibung

Systematik mechanischer Schwingungen, statisches und dynamisches Verhalten von Übertragungsgliedern (Sensoren und Schwinger mit einem Freiheitsgrad), Sensorauswahl, Konzeption einer Messkette, digitale Signalanalyse (Aliasing, GIBB, Leakage, FFT), Frequenzgangmessung, mechanische Schwingungsmodelle, Modaltheorie und experimentelle Modalanlayse, Zeitfrequenzanalyse (Campbell-Diagramme, Wasserfalldiagramme, Wavelets), Maschinendiagnose, Parameteridentifikation

Inhaltliche Voraussetzungen

Grundkenntnisse zur „Technischen Mechanik“ , besonders lineare Schwinger mit einem und zwei Freiheitsgraden - Regelungstechnik: Frequenzgangfunktion, PT1- und PT2-Systeme - Mathematik: Fouriertransformation, Differentialgleichungen - Empfohlenes Praktikum: Schwingungsmesstechnik

Lehr- und Lernmethoden

In der Vorlesung werden die theoretischen Inhalte zur experimentellen Schwingungsanalyse mittels Präsentation vermittelt. Damit können mathematische Herleitungen und Grundlagen veranschaulicht und nachvollziehbar erläutert werden. Kleine Übungs- und Wiederholungsaufgaben dienen den Studierenden zum Selbststudium, womit sie lernen, Schwingungsphänomene zu unterscheiden und das Schwingungsverhalten zu analysieren und zu interpretieren. Handouts und Tabellenübersichten werden den Studierenden auf geeignete Weise zugänglich gemacht Zusätzlich dient die Besprechung von Fallbeispielen aus der industriellen Praxis dazu, das Verständnis der Schwingungsanalyse zu vertiefen Die Bereitstellung eines Fragenkataloges (129 Fragen) soll als roter Faden durch die Lehrveranstaltungen führen und die Studierenden bei der Klausurvorbereitung unterstützen. In der Übung werden die mathematischen Grundlagen gefestigt. Hierzu werden verschiedene Aufgaben mit Hilfe von vorher verfügbar gemachten Lückenpräsentation vorgerechnet. Zu jeder Übung wird eine Zusatzübung verteilt die im Selbststudium bearbeitet werden kann. Außerdem werden in zwei Laborübungen realen Messobjekte des Lehrstuhles, Messgeräte, Aktoren und Sensoren im praktischen Einsatz demonstriert.

Studien-, Prüfungsleistung

Die Prüfung findet in Form einer schriftlichen Klausur (Bearbeitungsdauer 90 min) statt. Hilfsmittel (außer Schreibmaterialien) sind nicht erlaubt. Verständnisfragen müssen von den Studierenden kurz, stichpunktartig beantwortet werden. Die Klausur beinhaltet also ca. 25-30 Fragen, angelehnt an den Fragenkatalog (129 Fragen, der im Vorfeld während der Lehrveranstaltungen den Studierenden ausgeteilt wird), incl. kleiner Beispiele und Aufgaben. Damit wird überprüft, ob die Studierenden BDGL, PT1-, PT2-Systeme, FFT, Aliasing, Leakage, Spektren, Korrelation, Frequenzgang, Eigenfrequenz, Eigenschwingformen, Parameteridentifikation, ... unterscheiden, erkennen, analysieren oder interpretieren können.

Empfohlene Literatur

Thümmel: Experimentelle Schwingungsanalyse. LaTeX-Skript, Stand 2007, 202 Seiten, 140 Bilder, 107 Literaturstellen, kostenlos im eLearning Harris, C.M.; Piersol, A.G.: Harris' Shock and Vibration Handbook. Fifth Edition, McGraw-Hill Book Company, New York Toronto London 2002 Dresig, H.; Holzweißig, F.: Maschinendynamik. 9. neu bearb. Auflage unter Mitarbeit von L. Rockhausen, mit CD-ROM, 533 Seiten, 235 Abb., Softcover, mit 60 Aufgaben und Lösungen, Springer Verlag - Berlin Heidelberg New York 2009

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Experimentelle Schwingungsanalyse Übung (Modul MW1995) (Übung)

Vortragende/r (Mitwirkende/r)
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