Ermittlung von Drehschwingungsmodellen mechanischer Antriebsstränge aus Messdaten
Björn Juretzki
Die konventionelle Erstellung von Drehschwingungsmodellen basierend auf Zeichnungen, Werkstoffdaten und ähnlichen Informationen birgt verschiedene Quellen für Ungenauigkeiten. Beispiele hierfür sind unzureichende Modelle zur Beschreibung des Schwingungsverhaltens von Antriebsstrangelementen, eine ungünstig gewählte Systemgrenze oder Modellierungsfehler. Die Suche nach der Ursache für dadurch entstehende Abweichungen zwischen Versuch und Simulation im Rahmen einer Validierungskampagne wird dadurch erschwert, dass hier Simulations- mit Messergebnissen verglichen werden und ein Rückschluss auf ursächliche Parameter des Modells nicht einfach möglich ist.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird daher ein Verfahren vorgeschlagen, mit dem die Parameter des Drehschwingungsmodells aus Messergebnissen bestimmt werden können. Da die Messdaten alle Betriebs- und Umgebungsein¬ üsse beinhalten, werden diese auch in der Modellierung berücksichtigt. Bei der Validierung bestehender Modelle können so generierte Modelle genutzt werden, um eine Validierung durch Vergleich der Modellparameter durchzuführen. So können abweichende Parameter direkt identifiziert werden.
Das vorgeschlagene Verfahren basiert im Kern auf zwei Schritten: Zunächst wird aus zeitabhängig gemessenen Winkelgeschwindigkeiten durch Anwendung der Methode der Operational Modal Analysis (OMA) ein modales Modell des Systems bestimmt. Die OMA wird unter Nutzung synthetischer Anregungen durchgeführt, um sie für die Nutzung an drehenden Antriebssträngen zu befähigen. Im zweiten Schritt des Verfahrens wird eine Methode der Inversen Eigenwertberechnung genutzt, um aus dem modalen Modell die physikalische Modellbeschreibung zu ermitteln. Diese Methode wird ebenfalls an die Anforderungen von Drehschwingungsmodellen angepasst.
