Rotational ODS+OMA

Eigenwertbestimmung im rotierenden Betrieb

Beschreibung

Das Rotational ODS+OMA Paket ist eine Systemlösung zur Bestimmung der modalen Größen (Eigenfrequenz, Dämpfung und Eigenform) von rotierenden Bauteilen im aktuellen Betriebszustand. Die Durchführung der Messungen erfolgt mittels einem  oder  mehrerer  mitrotierende  Schwingungsaufnehmer. Die modalen Größen werden mit  der Betriebsmodalanalyse  (OMA)  Software ARTeMIS  Extractor berechnet.  Nicht  rotierende Punkte können in die Analyse mit einbezogen werden.

Verfahren

Das Rotational OMA+ODS Paket wurde unter dem Aspekt entwickelt, strukturdynamische Untersuchungen an rotierenden Bauteilen  während des Betriebes durchzuführen. Neben der klassischen Betriebsschwingformanalyse (ODS), steht mit der Betriebsmodalanalyse (OMA) ein neuartiges Werkzeug zur Verfügung, das die Bestimmung der modalen Größen (Eigenfrequenz, Eigenform und Dämpfung) im Betrieb ermöglicht. Die Messdatenerfassung erfolgt durch Schwingungsaufnehmer, die auf dem Rotor appliziert sind und im Betrieb mitrotieren.

Die Schwingungssignale können wahlweise per Telemetrie oder mit Schleifringen übertragen werden. Alternativ zu diesen Techniken bietet MAUL-THEET für langsam rotierende Testobjekte kompakte, autonome Frontends an, die direkt auf dem rotierendem Testobjekt appliziert werden und die Schwingungssignale per WLAN übertragen.

Durch die Erfassung der Winkellage mittels eines Drehzahlsensors kann die Position der mitrotierenden Sensoren zur jeder Zeit berechnet werden. Somit können die Signalblöcke für lokale Winkelbereiche gebildet und analysiert werden. Diese Daten werden gespeichert und können anschließend mit den Analyseprogrammen  MAUL-THEET ODS oder ARTeMIS Extractor (OMA) ausgewertet werden.

Rotational ODS

Bei der Rotational ODS (Betriebschwingformanalyse) lassen sich durch eine einstellbare Umfangsteilung der Aufnehmerpositionen Zeitblöcke verschiedener Länge extrahieren. Diese Zeitblöcke  werden nach der Fensterbewertung (z.B. Hanning) mittels FFT in den Frequenzbereich transformiert. Unter Berücksichtigung der Winkellage der Sensoren wird eine Koordinatentransformation und wie bei der klassischen Betriebsschwingformanalyse das Auto– und Kreuzspektrum gebildet. Neben der Darstellung der Betriebsschwingformen  durch animierte Drahtgitteranimationen stellt Rotational ODS weitere nützliche Ausgabemöglichkeiten zur Verfügung:

Polarplot Amplitude vs. Drehwinkel

Amplitudenverhältnis vs. Drehwinkel

Frequenz vs. Drehwinkel

Phase vs. Drehwinkel

Wasserfall- und Kontourdarstellung

Rotational OMA

Bei der Rotational OMA werden mit Hilfe von Tacho– und Referenzkanälen vollautomatisiert komplette Datensätze für die Betriebsmodalanalyse Software ARTeMIS Extractor erzeugt. Diese Datensätzen enthalten:

Die Geometrie in Form von Punkten, Linien und Flächen

Die Kanalzuordnung jeder Messung

Die Messdaten in Form von Zeitverläufen

Die Datensätze werden zur Analyse direkt an ARTeMIS Extractor übergeben. Hier stehen zur Bestimmung der modalen Größen die folgenden Algorithmen zur Verfügung:

FDD (Frequency Domain Decomposition)

EFDD (Enhanced FDD)

SSI (Stochastic Subspace Identification)

Die berechneten modalen Größen können aufgelistet und mit Hilfe umfangreicher Grafikfunktionen animiert werden. Des Weiteren stehen u.a. folgende Werkzeuge zur Validierung der modalen Größen zur Verfügung:

Überlagerung von Eigenschwingformen

Stabilitätskarten

Modal Assurance Criteria (MAC)

Anwendungen

Das Rotational OMA+ODS  Paket kann u.a. eingesetzt werden zur Analyse von:

Überlagerung von Eigenschwingformen

Stabilitätskarten

Modal Assurance Criteria (MAC)

Modal Assurance Criteria (MAC)

Modal Assurance Criteria (MAC)

Modal Assurance Criteria (MAC)

Modal Assurance Criteria (MAC)

Entwicklung

Die Entwicklung des Rotational OMA+ODS Paketes erfolgte in enger Zusammenarbeit mit unserem Kunden Continental Teves AG, Hydraulische Bremssysteme, Frankfurt für den Einsatz an rotierenden Bremsscheiben. Wir freuen uns das Rotational OMA+ODS System nun in ausgereifter Form allen unseren Kunden anbieten zu können.