Betriebsschwingungsformanalyse in ME scopeves auf der Basis von Analyse-Ergebnissen aus der ArtemiS SUITE

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1 08/17 Betriebsschwingungsformanalyse in ME scopeves auf der Basis von Analyse-Ergebnissen aus der ArtemiS SUITE ME scopeves von Vibrant Technology ist eine Softwareumgebung für die Betriebsschwingungs- und Modalanalyse, die sich nahtlos in das Produktangebot von HEAD acoustics einfügt. Im Folgenden wird gezeigt, wie Sie mithilfe von Analyse-Ergebnissen aus der ArtemiS SUITE unter Verwendung des ME scope-exports sowie verschiedener ME scopeves Software-Module die Betriebsschwingformen Ihres Messobjektes untersuchen und diese mithilfe von 3D-Modellen darstellen können. Die hier vorgestellte Methode liefert Ihnen durch die animierte 3D-Darstellung eine bessere Visualisierung Ihrer Mess-Daten, ohne dass Sie zusätzliche Messungen durchführen oder weitere Aufnehmer bzw. Messkanäle aufzeichnen müssen. Sie nutzen einfach die Messungen und Analysen, die Sie in der ArtemiS SUITE bereits durchgeführt haben, exportieren diese in das BLK-Format und profitieren von den erweiterten Auswertemöglichkeiten und Darstellungsfunktionen in ME scopeves. Für den Export nach ME scopeves eigenen sich verschiedene, durch die ArtemiS SUITE erzeugte Daten: Zeitdaten Ordnungsanalysen Kreuzkorrelationen Autospektren Transferfunktionen und weitere In dieser 1 werden beispielhaft die Ergebnisse der Ordnungsanalyse eines Motorhochlaufs mithilfe eines Pool-Projekts exportiert und in ME scopeves weiter ausgewertet. Ein ME scope-export ist aber auch mit anderen Projekten der ArtemiS SUITE (z. B. dem Automatisierungs- Projekt) möglich. Analyse und ME scope-export mit einem Pool-Projekt 2 Modellerstellung und Import von Datensätzen in ME scopeves 4 1 Die Beschreibungen in dieser beziehen sich auf die ArtemiS SUITE 9.0. Die allgemeine Vorgehensweise ist auch für andere Versionen gültig. Allerdings können sich Änderungen im Funktionsumfang und in der Benutzer-Oberfläche ergeben. 1

2 Analyse und ME scope-export mit einem Pool-Projekt Mit Ihrem Pool-Projekt führen Sie zunächst die gewohnten Untersuchungen und Analysen durch, wie die FFT-Analyse eines Motorhochlaufs in Abhängigkeit von der Drehzahl. In Abbildung 1 ist das Ergebnis dieser Analyse dargestellt. Abbildung 1: FFT-Analyse über Drehzahl eines Motorhochlaufs (linker Kanal eines Kunstkopfs) Neben den Kunstkopfsignalen wurden bei dieser Messung auch die Signale von drei triaxialen Beschleunigungsaufnehmern (am Getriebelager (links), Motorlager (rechts) und an der Drehmomentstütze) aufgezeichnet. Diese Signale können neben den Kunstkopfkanälen zur detaillierten Untersuchung der Vorgänge während des Hochlaufs z. B. mit einer Ordnungsanalyse überprüft werden. In Abbildung 2 sind die Ergebnisse der Ordnungsanalyse (vierte Motorordnung) der drei triaxialen Beschleunigungsaufnehmer inklusive der Phasenverläufe dargestellt. Abbildung 2: Analyse der vierten Motorordnung der drei triaxialen Beschleunigungsaufnehmer inkl. Phasenverläufe Ein solches Diagramm kann nur von geübten Anwendern sicher ausgewertet werden. Hinzu kommen noch die Analyse-Ergebnisse anderer signifikanter Motorordnungen, die ebenfalls auszuwerten sind. Um die Vorgänge leichter interpretieren zu können, ist es deshalb in vielen Fällen sinnvoll, die Analyse- 2

3 Ergebnisse unter Verwendung des ME scope-exports in das BLK-Format zu transformieren und in ME scopeves zu visualisieren. Dazu wird im Ziel-Pool des Pool-Projekts das Element ME scope (*.BLK) eingefügt und aktiviert (siehe Abbildung 3). Abbildung 3: Pool-Projekt mit ME scope-export Im Eigenschaften-Fenster für diesen Export können z. B. der Datentyp (siehe Abbildung 4, links) und der Pfad für die Ergebnisdatei (siehe Abbildung 4, rechts) festgelegt werden. Abbildung 4: Eigenschaften-Fenster des ME scope-exports Im vorliegenden Beispiel, in dem die Amplituden- und Phaseninformationen der Ordnungsanalyse exportiert werden, sollte als Datentyp Vektor (engl. Oberfläche: Data Type -> Vector) angewählt werden, damit ME scopeves die exportieren, komplexen Werte als solche interpretiert. Beim hier verwendeten Zeitsignal stehen die Freiheitsgrade (engl. degree of freedom oder DOF) in den Kanalnamen. Durch die Aktivierung der Funktion Freiheitsgrade (DOF) aus Kanalnamen gewinnen (engl. DOF from Channel Names rather than HDF Header) wird die Information über die Freiheitsgrade in die exportierte Datei integriert, so dass die Zuweisung zu den Punkten der Struktur in ME scopeves automatisch erfolgt. Detaillierte Informationen über die verschiedenen Einstellmöglichkeiten im Eigenschaften-Fenster des ME scope-exports finden Sie im Hilfesystem der ArtemiS SUITE. Weiterhin muss sichergestellt sein, dass bei der Ordnungsanalyse auch der Verlauf der Phasen berechnet wird. Diese wird von ME scopeves für die korrekte Animation der Struktur benötigt. Die Berechnung der Phaseninformation muss im Eigenschaften-Fenster der Ordnungsanalyse aktiviert 3

4 werden, da sie standardmäßig Aus ist. Durch das Wechseln dieser Einstellung auf Referenzkanal und die Angabe des gewünschten Kanals im Feld rechts daneben wird der Phasenverlauf bei der Ordnungsberechnung mitbestimmt und beim ME scope-export mit in die erstellte Datei geschrieben. Modellerstellung und Import von Datensätzen in ME scopeves Nach der Datenerzeugung in der ArtemiS SUITE wird in ME scopeves ein passendes Modell konfiguriert. Falls vorhanden, kann die gewünschte Struktur z. B. aus einem CAD-Modell importiert werden. Alternativ erfolgt die Modellerstellung sehr schnell unter Verwendung des Drawing Assistant, der praxisnahe Struktur-Vorlagen zur Auswahl bereitstellt. Für das vorliegende Beispiel wird ein Motor im Drawing Assistant ausgewählt und mit wenigen Klicks angepasst. Das kleinere Bild in Abbildung 5 zeigt die Motor-Vorlage, und im größeren Bild ist die angepasste Struktur dargestellt. Für die Anpassung wurde die räumliche Lage verändert sowie die Lagerung und die Dimension. Außerdem wurden die drei Punkte, für die Messdaten vorliegen, markiert: Punkt 1 (Getriebelager, links) Punkt 3 (Motorlager, rechts) Punkt 5 (Drehmomentstütze, unten) Abbildung 5: Struktur des Standard-Motors (klein) und des angepassten Motors (groß) Nun können die Analyse-Ergebnisse über den Befehl File -> Import -> Data Block importiert werden. Basierend auf den Informationen über die Freiheitsgrade können die Daten durch einen Klick auf die Schaltfläche Create Animation Equations den Punkten der Struktur zugeordnet werden. Danach kann die Animation sofort gestartet werden. Über die Schaltfläche With Interpolation werden auch nicht gemessene Punkte in die Animation einbezogen. In der Tabelle im rechten Fenster (siehe Abbildung 6) werden die Analyse-Ergebnisse, die für die Animation berücksichtigt werden sollen, betrachtet und ausgewählt. 4

5 Abbildung 6: 3D-Animation und Anzeige der Datensätze in ME scopeves Zur Analyse des Schwingverhaltens des Motors können nun mit dem Cursor die verschiedenen Drehzahlen im Diagramm angefahren werden. Die Animation des Modells zeigt zeitgleich das Schwingverhalten aller Messpunkte amplituden- und phasenrichtig an. Außerdem kann die Struktur auf dem Bildschirm gedreht und so von allen Seiten betrachtet und bewertet werden. Haben Sie Fragen an den Autor? Schreiben Sie uns an: Wir freuen uns auf Ihre Rückmeldung! 5