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Multisinus-Schwingprüfung

Multisinus-Schwingprüfung

Für Betriebsfestigkeitsprüfungen hinsichtlich Schwinganregungen gibt es in der Automobilindustrie Prüfvorschriften, die Gleitsinus-Schwingprüfungen mit sehr langer Dauer erfordern, z.B. 80 Stunden und mehr, um die geforderte Lastwechselanzahl zu erreichen. Eine wesentliche Verkürzung dieser Zeit bietet die Multisinus-Prüfung, bei der mehrere Gleitsinus-Komponenten gleichzeitig das Prüfspektrum durchlaufen. Eine Verwendung von z.B. 4 Gleitsinuskomponenten gleichzeitig erlaubt eine Prüfzeitverkürzung um den Faktor 4, d.h. 20 Stunden statt 80 Stunden.

Bisher wurde auch versucht diese Wirkung durch Verwendung von konventionellen Methoden, wie z.B. Sine-On-Random Anregung, unter Ausblendung der Random-Komponente, zu erreichen. Dies hatte jedoch entscheidende Nachteile im Frequenz- und Zeitbereich, was sich negativ auf die Qualität des Regelprozesses auswirkte. Viele Tests wurden dabei vorzeitig abgebrochen oder konnten nur mit erheblichen Kompromissen durchgefahren werden.

Von Data Physics gibt es für diese Anwendung für die Schwingregelsysteme der SignalStar-Serie eine speziell entwickelte Multisinus-Regelsoftware. Diese Software ermöglicht es bis zu 8 Sinussweeps gleichzeitig zu fahren, wobei jede einzelne Sinuskomponente mit einem individuellen digitalen Trackingfilter ausgestattet ist, und somit eine schnelle, präzise und unabhängige Regelung erlaubt.

Multisinus-Schwingprüfung - Data Physics Corporation

Bild: Jede Einzel-Regelschleife (Control-Loop) des Multisinus-Regelsystems beinhaltet eine komplette Trackingfilter-Sinus-Regelung, und alle arbeiten gleichzeitig und parallel.



Das System ist mit Trackingfiltern von hoher Qualität ausgestattet (steilflankig, gute Dämpfung im Sperrbereich), damit sich die einzelnen Regelbereiche nicht gegenseitig beeinflussen. Das Erstellen eines Multisinus-Prüfprofiles ist dabei genauso einfach wie bei einer Einzelsinusprüfung, da der Frequenzbereich des Prüfspektrums automatisch in einzelne Bänder unterteilt wird, in denen jeweils eine Sinussweep-Komponente läuft. Wahlweise besteht auch die Möglichkeit, die einzelnen Gleitsinuskomponenten als Harmonische zu definieren, um z.B. Motorordnungen zu simulieren.

Gegenüber Einzelsinusprüfungen ist für Multisinus-Prüfungen eine höhere Shakerkraft erforderlich, da sich die einzelnen Sinuskomponenten überlagern. Der Vorteil der Multisinus-Methode ist jedoch die große Zeitersparnis: die typische Prüfzverkürzung beträgt 75 %, z.B. nur 20 Stunden Prüfzeit statt 80 Stunden (für Multisinusprüfung mit 4 Sinustönen).


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Multi-Frequency Sine Control 1


Multi-Frequency Sine Control 2