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Labor für Maschinendynamik und Betriebsfestigkeit (C022)

Das Labor für Maschinendynamik und Betriebsfestigkeit ist eines der Schwerpunktlabore der Technischen Hochschule Ingolstadt und dient neben der praxisorientierten Ausbildung der Studierenden auch der anwendungsorientierten Forschung in Zusammenarbeit mit der Industrie.

Ziele und Idee

Schwingungen spielen im Hinblick auf die Lebensdauer von Komponenten oder deren Strukturverhalten die zentrale Rolle. Folgende Arbeitsschwerpunkte sind zu nennen:

  • Ausbildung der Studierenden im Bereich Maschinenbau und Fahrzeugtechnik, sowohl in Grundlagenfächern wie Dynamik als auch in Spezialdisziplinen wie z.B. Versuchstechnik und Betriebsfestigkeit
  • Experimentelle und rechnerische Ermittlung der Lebensdauer (Ermittlung der Bauteilbeanspruchung, Betriebsfestigkeitsuntersuchungen / Bruchmechanik)
  • Untersuchung des Schwingungsverhaltens (Betriebsschwingungsanalyse, Modalanalyse, mobile Messdatenerfassung)
  • Simulation dynamischer Systeme
  • Bauteiloptimierungen
  • Verifizierung von Rechen-/Simulationsmodellen
  • Aufbau von Prüfeinrichtungen bis zum Straßensimulator

Laborausstattung und Aktivitäten

Geräte und Funktion

Die vorhandene Ausstattung wird in Zusammenarbeit mit dem Nachbarlabor „Leichtbau und Karosserietechnik“ C021 betrieben.
Servohydraulische Prüfeinrichtung:

  • Hydropuls-Linearzylinder (von 7 bis 630kN)
  • Hydropuls-Drehzylinder (2 kNm, +- 50°)
  • Regel- und Steuereinheit (mehrkanalig)
  • Belastungsportal und div. Lastrahmen
  • Hydraulikversorgungsaggregate
  • Schwingfundament, Krananlage

Schnellzerreißmaschine:

  • Lastrahmen mit Hydraulikzylinder (40kN, 20m/s)
  • Regel- und Steuereinheit
  • Hochgeschwindigkeitskamera

Elektrodynamische Schwingerreger:

  • Shaker (von 9N/18kHz bis 6kN/3kHz)
  • Regel- und Steuerungseinheit
  • Modalanalysesystem 

Servopneumatische Prüfeinrichtung:

  • Servopneumatische Prüfzylinder (0,8 bis 5 kN)
  • Regel- und Steuerungseinheit

Elektrischer Drehantrieb:

  • Drehzahlgeregelter Asynchronmotor mit Cyclogetriebe incl. Drehzahl- und Drehmomentmessung
  • Leistungsdaten: 11 kW, 2410 Nm, 73 U/min

Messequipment:

  • DMS-Messtechnik (DMS und Brückenverstärker) zur Erfassung von Dehnungen
  • Sensorik und Messverstärker zur Messung von Kräften, Drehmomenten, Drücken, Wegen, Geschwindigkeiten, und Beschleunigungen
  • Optisches 3D-Messsystem
  • Hochgeschwindigkeitskamera
  • Telemetrieanlage (1 Kanal)
  • Laservibrometer
  • Mobile Messdatenerfassungssysteme

Software

  • DiaDEM, Catman, TestLab, TestXpress, …(Erfassung und Analyse von Messdaten im Zeit-, Frequenz- und Häufigkeitsbereich)
  • Modulogic Studio, RSBas Test(Generierung von Prüfprogrammen)
  • RS LabSite TWR(Nachfahrversuche, Simulator)
  • TestLab(Strukturuntersuchungen / Modalanalyse)
  • PONTOS, TRITOP (optische 3D-Vermessung von Objektkoordinaten, -bewegungen und -schwingungen)
  • ARAMIS (gemeinsam mit Labor „Werkstofftechnik“) (optische 3D Verformungsanalyse)
  • SimulationX, Matlab/Simulink (Simulation von Schwingungsvorgängen)

Lehrveranstaltungen

Praktika begleitend zu den Vorlesungen:

  • Technische Mechanik (Dynamik)
  • Maschinendynamik
  • Einführung Versuchstechnik und Betriebsfestigkeit
  • Versuchstechnik
  • Dynamik und Schwingungstechnik
  • Fahrpraktikum Motorrad
  • Leichtbau
  • Ingenieurwissenschaftliches Praktikum 

Sonstige Aktivitäten:

  • Studienprojekte
  • Abschlussarbeiten (Bachelor & Master)
  • Industrieprojekte
  • besondere Ereignisse: z. B. Hochschulinformationstage, Girls-Day, Techniktag, Schulklassen

Forschung

  • Dynamische Zugversuche
  • Ermittlung eines dehnratenabhängigen Werkstoffverhaltens
  • Prüfkonzepte für Keramik-Bremsscheiben (dynamische Druckversuche, Lebensdaueruntersuchungen)
  • Vibroakustische Untersuchungen von Metallkissendämpfern
  • Prüfkonzepte für eine Planetengetriebebaureihe (Konstruktion, Aufbau und Inbetriebnahme der Prüfeinrichtung)
  • Modalanalytische Untersuchungen an einer Pumpeneinheit
  • Untersuchung von Schraubenverbindungen
  • Ermittlung von dynamischen Kennwerten bei diversen Bauteilen/Maschinen:
    - Beschleunigungsmessung an Hydraulikhämmern
    - Bewertung von Dämpfungssystemen
    - Fallversuche mit Supercaps (Kondensatoren)
    - Untersuchung der Schwingbelastbarkeit von Spannungswandlern
    - Steifigkeitsuntersuchungen an Generatorspulen
    - Ermittlung der Gehäusesteifigkeiten von Robotergetrieben
    - Ermittlung dynamischer Kennwerte von Drahtseilfedern

Laborleitung und Team

  2. Prof. Dr.-Ing. Manuela Waltz

    Stellvertretende Frauenbeauftragte der Hochschule, Studiengangleiter und Studienfachberater Fahrzeugtechnik (Master)

    E-Mail
    Telefon
    +49 841 9348-3530
    Raum
    A232
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