Eigenfrequenz / Schwingung

Aries · Anmeldungsdatum: 13.12.2017 Beiträge: 45

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: 7244

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

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: 7244

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

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: 7244

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: 18067

Aber es geht doch nicht nur um Oktaven sondern um alle zulässigen Eigenfrequenzen.

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7244

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.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18067

klar, das Wichtigste zuerst

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7244

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

Vielen Dank für eure schnelle Hilfe Prost

Aries · Anmeldungsdatum: 13.12.2017 Beiträge: 45

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: 7244

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

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: 7244

Wie gesagt: