Automobilindustrie - Entwicklung, Schwingungsanalyse und -prüfung
Die Produktentwicklung vom Konzept bis zur Serienfertigung wird immer schneller. Besonders die Umstellung auf Elektromobilität Mit dem Wegfall des Motorengeräuschs treten dabei Körperschallprobleme hervor, die zuvor überdeckt waren und nun als störend wahrgenommen werden. beschleunigt den Wandel in der Automobilindustrie. Neue Komponenten und konstruktiver Leichtbau erfordern deshalb umfangreiche Schwingungsanalysen und -prüfungen.
Simulationen ermöglichen es, Bauteile und Baugruppen frühzeitig und detailliert zu untersuchen. Dennoch bleiben reale Messungen an Modellen unverzichtbar, um die berechneten Ergebnisse zuverlässig zu validieren.
Berührungslose Messverfahren wie die Laser-Doppler-Vibrometrie beeinflussen die Schwingungen der Bauteile nicht. Dadurch liefern sie mit geringem Aufwand präzise Ergebnisse in kürzester Zeit.
Die hohe Signalqualität der Optomet Infrarottechnologie ermöglicht zuverlässige Messungen selbst auf problematischen Oberflächen und unabhängig von Material oder Beschaffenheit. Ob im Windkanal, am Rotationsprüfstand, im Akustiklabor oder bei Modaltests: Optomet unterstützt Sie bei der Auswahl der passenden Vibrometrielösung und bei der Umsetzung Ihrer Messaufgabe.
Aeroakustik
Die Aeroakustik befasst sich mit dem durch aerodynamische Strömungen verursachten Lärm. Turbulente Strömungen sowie Strömungen durch und um Strukturen erzeugen Vibrationen an Bauteilen. Diese Schwingungen wiederum sind für die Erzeugung und Emission von Schallwellen verantwortlich, die von den Menschen teilweise als unangenehm empfunden werden. Auch die immer strengeren Emissionsvorschriften erhöhen den Bedarf an lärmmindernden Konstruktionen.
Besonders wichtig ist die Lärmminderung in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie. Beispiele für Lärm sind Motorengeräusche bei Flugzeugen oder Windgeräusche bei Kraftfahrzeugen und Hochgeschwindigkeitszügen. In dem Maße, wie andere Geräusche mehr und mehr reduziert oder eliminiert werden, wie es der Ersatz von Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen durch elektrische Antriebe zeigt, wird strömungsinduzierter Lärm als präsenter und störender empfunden.
Der Luftschall wird mit Mikrofonen oder ganzen Arrays von Mikrofonen gemessen. Um die möglichen Schallquellen zu identifizieren, sind jedoch Messverfahren mit besserer räumlicher Auflösung, wie die Scanning-Laser-Doppler-Vibrometrie, erforderlich.
Mit den Optomet Laser Scanning Vibrometern können sowohl kleine Strukturen als auch ganze Fahrzeuge berührungslos und mit hoher Genauigkeit untersucht werden. Die benutzerfreundliche Software SMART Lab ermöglicht eine schnelle Durchführung der Messung und bietet dafür eine Vielzahl von aussagekräftigen Auswertungen und übersichtlichen zweidimensionalen und animierten Darstellungen. So lassen sich beispielsweise aus der Korrelation der Schwingungsformen mit den im Luftschall erfassten Frequenzen wichtige Rückschlüsse auf den Ort und die Art der Schallentstehung ziehen und geeignete konstruktive Maßnahmen zur Lärmbekämpfung ergreifen.
Die Infrarot-Lasertechnologie (SWIR) des Optomet Scanning Vibrometers erzeugt auch bei größeren Messdistanzen von mehr als 10 Metern einen ausreichenden Signalpegel für eine zuverlässige Schwingungsmessung. Selbst dunkle oder spiegelnde gekrümmte Messflächen können ohne reflexionsverstärkende Behandlung gemessen werden. Auch Messungen durch dicke Glasflächen zwischen Vibrometer und Messobjekt sind ohne Beeinträchtigungen möglich.
Elektrische Antriebe
In modernen Fahrzeugen sind zahlreiche elektrische Antriebe verbaut, manche im direktem Wahrnehmungsbereich der Fahrzeuginsassen wie beispielsweise elektrische Fensterheber, Schiebedachantrieb, Außenspiegel Stellmotoren, Scheibenwischerantrieb oder Sitzversteller. Andere wiederum verrichten Ihren Dienst ohne direkt wahr genommen zu werden. Hierzu zählen zum Beispiel Kraftstoff- bzw. Kühlwasserpumpen oder Gebläsemotoren.
Jenseits ihrer gewünschten Funktion können diese Antriebe auch eine Quelle unerwünschter Störgeräusche darstellen. Insbesondere wenn in Elektro- oder Hybridfahrzeugen der Verbrennungsmotor als dominante Geräuschquelle entfällt, sind diese Nebengeräusche mitunter deutlich hörbar.
Laservibrometer von Optomet helfen dem Entwicklungs- und Prüfingenieur diese Störquellen zu lokalisieren, zu visualisieren und zu quantifizieren. Darüber hinaus eignen sich die berührungslosen Schwingungssensoren von Optomet ideal für ausführliche Tests zur Schwingungs- und Stoßbelastbarkeit dieser Komponenten.
Woher kommt der lästige Lärm?
Noise, Vibration, Harshness (NVH) bezeichnet die hör- und spürbaren Geräusch- und Schwingungseigenschaften von Fahrzeugen und Maschinen sowie deren Wahrnehmung – zugleich ist NVH der Sammelbegriff für das zugehörige Ingenieursfachgebiet. Ziel ist es, unerwünschte Geräusche und Vibrationen zu identifizieren und zu reduzieren, um den Komfort für Nutzer und die wahrgenommene Produktqualität zu steigern. NVH-Untersuchungen helfen dabei, Schwingungs- und Schallquellen präzise zu lokalisieren, um das bestmögliche Ergebnis für Insassen bzw. Anwender zu erzielen.
Laser-Scanning-Vibrometer von Optomet eignen sich mit ihrer hohen räumlichen Auflösung und ihrem hohen Signal-Rausch-Verhältnis auf jeder Oberfläche besonders gut zur Lokalisierung von Schall- und Vibrationsquellen. Mit der einfachen und intuitiven Software für den Messprozess, der aussagekräftigen 3D-Visualisierung der Daten und dem schnellen automatisierten Scanprozess können Produktoberflächen in kürzester Zeit untersucht werden.
Die zahlreichen Möglichkeiten zur Darstellung und zum Export der Messdaten erleichtern die Kommunikation mit Kollegen. Anhand der Ergebnisse können Ingenieure zum Beispiel Bauteilanschlüsse oder Geometrien überdenken und die Dämpfung an geeigneten Stellen erhöhen.
Haptische Anzeigen
Im Zeitalter von Tablets und Smartphones haben wir uns längst an das Wischen statt Tippen gewöhnt. Das Tippen auf virtuellen Tastaturen jedoch fällt vielen Nutzer schwer, da sie nicht durch die Fingerspitze hindurchsehen können, welcher Punkt auf dem Touchscreen gerade berührt wird.
Bedenklich für die Sicherheit wird es, wenn berührungsempfindliche Bildschirme am Steuer eines Fahrzeuges benutzt werden. Eine Lösung bieten haptische Displays, mit denen sich Tasten und Schieberegler auf dem Display fühlbar machen. Sie geben dem Finger des Anwenders eine Rückmeldung, ob seine Befehle ausgeführt werden, ohne dass er dazu den Blick auf den Bildschirm richten muss.
Optomet Laser Doppler Vibrometer leisten unersetzliche Arbeit bei der Entwicklung solcher haptischen Displays, ebenso wie bei deren Qualitätssicherung in der Produktion.
Schwingungsmessung in Forschung, Entwicklung und Industrie – Optomet bietet die passende Lösung für Ihre Anforderung.
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