Bei der Strukturdynamik geht es um die Charakterisierung von strukturellen Eigenschaften und das Verhalten von Strukturen, wenn sie verschiedenen physikalischen Kräften ausgesetzt sind. Ob es sich um eine Windturbinenblatt handelt, die in einem Offshore-Sturm vibriert, ein Flugzeug, das Turbulenzen ausgesetzt ist, oder Maschinen, die selbst erzeugten Schwingungen ausgesetzt sind – diese Kräfte stellen die strukturelle Integrität auf die Probe.
Strukturen müssen zwar widerstandsfähig und steif sein, eine Überkonstruktion kann jedoch unnötig und kostspielig sein, insbesondere wenn das Gewicht eine Rolle spielt. Und manche Strukturen, wie beispielsweise Motorlager, dürfen nicht zu steif sein, da sie Schwingungen absorbieren müssen, um den Komfort zu erhöhen.
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Bei der Strukturdynamik geht es um die Charakterisierung struktureller Eigenschaften und das Verhalten von Strukturen. Struktureigenschaften werden in einer Reihe von Modalparametern ausgedrückt, die jeweils aus einer Eigenform mit einer zugehörigen Eigenfrequenz (Resonanzfrequenz) und einem Dämpfungswert bestehen. Die Modalparameter werden aus einem mathematischen Modell abgeleitet, das die Beziehung zwischen den Eingaben und Ausgaben beschreibt, und können mithilfe der klassischen Modalanalyse oder der operativen Modalanalyse (OMA) ermittelt werden.
Bei der klassischen Modalanalyse wird die Struktur mit Schlaghämmern oder Modalerreger(Modal-Shaker) angeregt, während bei der operativen Modalanalyse die Eigenanregung genutzt wird. In beiden Fällen wird die Antwort in der Regel mit Beschleunigungssensoren gemessen.
Eine besondere Art der Strukturanalyse ist die Bestimmung der Auswirkungen von Impulsen auf eine Struktur. Zu diesem Zweck wird das aus Transienten im Zeitbereich berechnete Schockreaktionsspektrum (SRS) verwendet.
Das Strukturverhalten wird mit Techniken wie der Betriebsschwingformen (ODS)-Analyse zur Ermittlung der Schwingungsmuster von Strukturen unter verschiedenen Betriebsbedingungen oder mit permanenter Strukturüberwachung (SHM) zur kontinuierlichen Verfolgung des Strukturzustands und zur Ermittlung des erforderlichen Zustandsmanagements der Struktur beobachtet.
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Strukturen werden häufig mit Finite-Elemente-Modellen (FE-Modellen) entworfen, und ihre Geometriemodelle und Ergebnisvorhersagen sind sehr nützlich für die Optimierung der Tests.
Durch den Import detaillierter FE-Modelle können Sie nicht nur einfachere Testmodelle mit hoher Genauigkeit erstellen. FE-Modelle helfen Ihnen auch dabei, optimale Anregungs- und Antwort-DOFs (Degrees-of-Freedom) zu definieren, um bestmögliche Testergebnisse zu erzielen. FE-Vorhersagen können mit den Testergebnissen korreliert und die Testdaten zur Aktualisierung der FE-Modelle wieder in die Simulationswerkzeuge zurück importiert werden.
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