Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBFStrukturdynamische Analyseverfahren zur InLine Prozessüberwachung und Bauteilbewertung
Strukturdynamische Messverfahren liefern hochpräzise Aussagen zum dynamischen/akustischen Verhalten der untersuchten Systeme. Gleichzeitig lassen sich mit diesen Verfahren sehr individuelle Bauteil- und Systemparameter gewinnen, die dem untersuchten System eindeutig zugeordnet werden können. Im Umkehrschluss lassen sich durch Veränderungen dieser strukturdynamischen Parameter Systemveränderungen sehr präzise erkennen.
Zu diesen strukturdynamischen Messverfahren gehören u. a.:
- Experimentelle Modalanalyse (EMA)
- Operationelle Modalanalyse (OMA)
- Betriebsschwingformanalyse (ODS)
- Transferpfadanalyse
- Ermittlung der elektromechanischen Impedanz
Diese Verfahren werden vornehmlich im Rahmen von gezielten Untersuchungen in Laboren oder experimentellen Versuchsumgebungen eingesetzt und sind mit einem relativ hohen Aufwand an messtechnischer Hardware verbunden. Außerdem entstehen bei den Messungen große Datenmengen, die einen entsprechenden Aufwand bei der Auswertung verursachen.
Ziel dieses Forschungsthemas ist es, diese Verfahren in Bauteile, Systeme und Prozess zu integrieren und somit Aussagen zu Systemverhalten oder Prozessgüte abzuleiten oder Aussagen zur Zuverlässigkeit, Restlebensdauer, etc. während des normalen Betriebs zu ermöglichen.
Beispiele
Ermittlung Elektromechanischer Impedanz zur hochsensiblen Inline-Prozessüberwachung und Bauteilbewertung
Die elektromechanische Impedanz (EMI) ist ein einzigartiger „Fingerabdruck“ eines Bauteils oder einer Struktur, die die Veränderung von mechanischen Eigenschaften über einen Zeitraum mittels einer referenzbasierten Messmethode qualitativ abbilden kann. Daher stellt die EMI einen multimodalen Indikator dar, dessen Einsatz vielversprechend für Prozessüberwachung und Bauteilbewertung ist.
Am Fraunhofer LBF wurde hierfür ein spezieller Messkopf entwickelt, welcher in einer Produktionsumgebung eingesetzt werden kann, um die Prozessüberwachung und Bauteilbewertung mittels der EMI Methode „inline“ durchzuführen.