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Eigenfrequenz / Schwingung
 
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Aries



Anmeldungsdatum: 13.12.2017
Beiträge: 45

Beitrag Aries Verfasst am: 23. Jul 2020 15:52    Titel: Eigenfrequenz / Schwingung Antworten mit Zitat

Hallo zusammen,

für mein Studium lege ich gerade Bauteile aus, welche an einem Motor angebracht werden sollen. Laut Datenblatt besitzt dieser Motor im Betrieb eine Anregungsfrequenz von 150Hz.
Jetzt habe ich vor die Anbaukomponenten so auszulegen, dass diese eine Eigenfrequenz haben welche Oberhalb der Anregungsfrequenz ist um nicht in Resonanz versetzt zu werden.

Ist das richtig? kann ich dadurch eine Beschädigung durch Resonanzschwingung vermeiden?
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 5495

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 23. Jul 2020 15:56    Titel: Antworten mit Zitat

Normalerweise ist die Dämpfung der Anbauteile groß genug, so dass sich etwaige Resonanzen kaum bemerkbar machen. Sicherheitshalber sollten aber die höheren Harmonischen, also 300Hz, 450Hz, 600Hz etc. eher als Eigenfrequenz vermieden werden.

Viele Grüße
Steffen
Aries



Anmeldungsdatum: 13.12.2017
Beiträge: 45

Beitrag Aries Verfasst am: 23. Jul 2020 16:33    Titel: Antworten mit Zitat

Eine erste Modalanalyse hat ergeben das die erste Eigenfrequenz bei 300Hz liegt. Da die Bauteile jedoch unendlich viele Eigenfrequenzen besitzen, ist nach oben keine Grenze gesetzt richtig?

Es ist nur wichtig, dass die Anregungsfrequenz mit der Eigenfrequenz nicht zusammenfällt.

Das vermeide ich wenn die bekannte Anregungsfrequenz bei 150Hz liegt und die erste Eigenfrequenz des Bauteils bei 300Hz liegt.

oder sehe ich das falsch?
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 5495

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 23. Jul 2020 16:41    Titel: Antworten mit Zitat

Wie gesagt, nur wenn die Anregung rein sinusförmig ist. Sobald aber die zweite Harmonische nur etwas dazukommt, hast Du auch eine 300-Hz-Anregung.
Aries



Anmeldungsdatum: 13.12.2017
Beiträge: 45

Beitrag Aries Verfasst am: 23. Jul 2020 17:10    Titel: Antworten mit Zitat

Also für die Ermittlung der Anregungsfrequenz der 2.harm. Schwingung wird dann einfach mit dem Faktor 2 multipliziert?
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 5495

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 23. Jul 2020 17:18    Titel: Antworten mit Zitat

Richtig. Die dritte Harmonische dann mal drei, die vierte mal vier und so weiter. Siehe Fourier.

Dass nur die Drehfrequenz auftritt, ist eher selten. Der Motor muss nur ein wenig fehlausgerichtet sein, schon kommen reihenweise Harmonische ins Spektrum.

Natürlich haben die deutlich weniger Energie als die 150-Hz-Grundfrequenz. Und, wie geschrieben, kommt ein Teil, das mit der Eigenfrequenz angeregt wird, nicht gleich in massive Schwingungen, dafür ist es normalerweise genügend gedämpft (kann man mit einem Anschlagsversuch oder auch mit Modalanalyse zeigen).

Dennoch würde ich bei diesem Teil etwas mehr oder weniger Masse verwenden, damit es von der exakten Oktave wegkommt.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12700

Beitrag TomS Verfasst am: 23. Jul 2020 17:37    Titel: Antworten mit Zitat

Aber es geht doch nicht nur um Oktaven sondern um alle zulässigen Eigenfrequenzen.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 5495

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 23. Jul 2020 17:43    Titel: Antworten mit Zitat

Schon, aber die Oktave (zweite Harmonische) der 150-Hz-Drehfrequenz, also die 300Hz, ist nun mal laut Aries gerade exakt die (Haupt-)Eigenfrequenz dieses Anbauteils. Und das würde ich schon vermeiden, indem ich ein paar Löcher reinbohre und die Masse damit verringere, damit ich vielleicht bei 310Hz lande.

Zuletzt bearbeitet von Steffen Bühler am 23. Jul 2020 17:45, insgesamt einmal bearbeitet
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 12700

Beitrag TomS Verfasst am: 23. Jul 2020 17:44    Titel: Antworten mit Zitat

klar, das Wichtigste zuerst
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 5495

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 23. Jul 2020 17:47    Titel: Antworten mit Zitat

Außerdem sinkt typischerweise mit der Ordnung der Harmonischen die Energie. Ab der fünften Harmonischen würde ich mir also keine Sorgen mehr machen, das verschwindet im Rauschen.
Aries



Anmeldungsdatum: 13.12.2017
Beiträge: 45

Beitrag Aries Verfasst am: 23. Jul 2020 18:38    Titel: Antworten mit Zitat

Vielen Dank für eure schnelle Hilfe Prost
Aries



Anmeldungsdatum: 13.12.2017
Beiträge: 45

Beitrag Aries Verfasst am: 11. Aug 2020 12:40    Titel: Antworten mit Zitat

Mir kommt jetzt eine neue Fragen auf.
Zur Beschreibung der Modalanalyse. Ich habe jetzt ein Bauteil wo ich sehe in welchen Bereich die Schwingungsamplitude am größten ist.

Heißt es das die Verschiebung des Bauteils in diesem Bereich am höchsten ist? Oder was ist diese Schwingungsamplitude genau?
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 5495

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 11. Aug 2020 12:49    Titel: Antworten mit Zitat

Richtig. Die Schwingungsamplitude ist die maximale Verschiebung aus der Ruhelage. Wenn Du eine Schaukel mit ihrer Eigenfrequenz anstößt, wird sie maximal ausgelenkt, sonst weniger.
Aries



Anmeldungsdatum: 13.12.2017
Beiträge: 45

Beitrag Aries Verfasst am: 11. Aug 2020 14:41    Titel: Antworten mit Zitat

Ist der Wert der Amplitude = die Verschiebung an dem Knotenpunkt in mm?
oder wird da noch unterschieden zwischen Amplitude und Verschiebung
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 5495

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 11. Aug 2020 14:52    Titel: Antworten mit Zitat

Wie gesagt:
Zitat:
Die Schwingungsamplitude ist die maximale Verschiebung aus der Ruhelage.

Was das für ein Knotenpunkt sein soll und ob die Amplitude in Millimetern angegeben wird, sollte dokumentiert sein.
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