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Betriebsschwingungsanalyse in technischen Systemen mit Laser-Doppler-Vibrometer

Parallele 3D-Schwingungsmessung mit Mehrkanalvibrometer. Foto: Cao

Structral Health Monitoring (SHM) mit Mehrkanalvibrometer

Dipl.-Ing. Xiaodong Cao

 

Stand der Technik/Motivation

  • Einpunkt-Datenerfassung bei transienten Schwingungen
  • Full-Field Datenerfassung durch 3D-Scanning-Laser-Doppler-Vibrometer bei stationären Schwingungen

Methoden

  • Zusätzliche örtliche Auflösung durch Paralleltechnik mit Mehrkanalvibrometer bei transienten Schwingungen
  • Nutzbare Schwingformen bis 100 kHz durch Einsatz der Laseranregung

     

Publikationen

  1. X. Cao, C. Rembe:
    Non-Contact Damage Detection under Operational Conditions with Multipoint Laservibrometry.
    In: sensors (Special Issue: Full-Field Optical Measurement Techniques for Damage Assessment). Vol. 20, Issue 3, 732, Jan. 2020.
    DOI:
    10.3390/s20030732
  2. X. Cao, B. Tarigan, C. Rembe and H. Schwarze:
    Vibration-based white etching cracks detection at rolling contact bearings.
    In: tm - Technisches Messen. Vol. 85, Issue 6, pp. 443-453, June 2018.
    DOI:
    10.1515/teme-2017-0141
  3. X. Cao, B. Tarigan, H. Schwarze and C. Rembe:
    Damage Identification at rolling contact bearings.
    In: tm - Technisches Messen. Vol. 84, Issue s1, pp. 34-41, Sept. 2017.
    DOI:
    10.1515/teme-2017-0029.

Flächige  Schwingungsmessung mit Laser-Doppler-Vibrometrie

Dipl.-Ing. Xiaodong Cao

 

Stand der Technik/Motivation

  • Industrielles Scanning-Laser-Doppler-Vibrometer
  • Robotergesteuertes 3D-Scanning-Laser-Doppler-Vibrometer

Methoden

  • Alternative Lösung durch Kombination aus 1D-Laser-Doppler-Vibrometer und Industrieroboter 
  • Einsatz von Mehrkanalvibrometrie

Forschungsergebnisse

  • 3D-Scanning Vibrometer, das mit einem Einpunktkopf und einem Robter realisiert wurde lässt sich flexibel für Schwingungen bis 23 kHz einsetzen.
  • Einfluss von gezielt eingebrachten Schweißnähten auf die Schwingungsleitung und Dämpfung kann mit dem Vibrometerrobotersystem gemessen werden.

Publikationen

  1. X. Cao, R. Schmelter, T. Ziemer, A. Lohrengel and C. Rembe:
    Analyse von Plattenschwingungen mit einem robotergesteuerten 1D Vibrometer zur Charakterisierung des Einflusses lokaler Materialinhomogenitäten.
    In: Fakultät für Mathematik/Informatik und Maschinenbau, Technische Universität Clausthal (Hrsg.): Technical Report Series. Fac3-16-02. Oct. 2016.

 

3D-Laser-Doppler-Vibrometer
Spectra of an original steel plate and a modified steel plate

Untersuchung und Optimierung der Körperschallübertragung in technischen Systemen

Dipl.-Ing. Xiaodong Cao

 

Stand der Technik/Motivation

  • Methode der Körperschallcharakterisierung für SDOF- und MDOF-gekoppelte Systeme
  • Fehlende Methode für flächenhaft gekoppelte Systeme

Forschungsaktivität

  • Abbildung des Systems mit Finite-Elemente-Modell und Abgleich der Modellparameter mit Model-Updating-Verfahren anhand der Messdaten aus der Fullfield-Schwingungsmessung
  • Berechnung der Körperschallübertragung im System anhand des abgeglichenen Modells
  • Optimierung der Körperschalleigenschaft des Systems anhand des FE-Modells

Forschungsergebnisse

  • Körperschallenergiefluss an über Schraubverbindungen zusammengefügten Strukturen muss hochaufgelöst über FEM-Modelle simuliert werden.
  • FEM-Modele müssen über Model-Updating-Verfahren a die physikalische Realität angepasst werden, damit der Energiefluss korrekt bestimmt werden kann.

Pubikationen

  1. X. Cao, S. Backhaus, R. Scheidl and C. Rembe:
    Numerical and Experimental Analysis of structure-borne Sound Transmission in Coupled Systems.
    In: Proceedings of the 12th Int. Conference on Vibration Measurements by Laser and Noncontact Techniques, Ancona, Italy, 2016.
    DOI: 10.1063/1.4952681.

 

 

 

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