Software

Fahrkomfort mit schwingungstechnischen Modulen

Im Automobilbereich konzentriert sich die Nachfrage fortwährend auf besseren Fahrkomfort, optimierte Fahrdynamik und Sicherheit. Vibracoustic, ein Tochterunternehmen von Freudenberg, beschäftigt sich mit Schwingungstechnik und arbeitet zur Erfüllung dieser Anforderungen eng mit Kunden zusammen, um störende Schwingungen und Geräusche im Fahrzeug zu vermeiden. Mit der Software LMS Test.Lab hat Vibracoustic eine umfassende und effektive Testumgebung implementiert, anhand derer rasch zahlreiche Tests konfiguriert und durchgeführt, Ergebnisse ausgewertet, Problemursachen bestimmt und mögliche Lösungen überprüft werden können.
Mit der Software LMS Test.Lab lassen sich bei Freudenberg/Vibracoustic vielseitig und exakt Messungen und Analysen durchführen.

Freudenberg Vibracoustic entwickelt und produziert verschiedene Module und Komponenten zur vibroakustischen Optimierung von Chassis und Aufhängung, Motoraufhängungen, Dämpfern, Torsionsschwingungsdämpfern, Antriebsstrangkomponenten und Luftfederungsmodulen. Die Tochtergesellschaft von Freudenberg mit knapp 2.000 Beschäftigten erzielte im letzten Jahr einen Umsatz von über 500 Millionen Dollar. Das badische Unternehmen verfügt durch die Fähigkeit, beliebige Probleme im NVH-Bereich (NVH steht für Noise, Vibration, Harshness beziehungsweise das Eliminieren unerwünschter Geräusche im Kraftfahrzeug – die Red.) analysieren und optimale vibroakustische Lösungen für das Gesamtfahrzeug entwickeln zu können – ein entscheidender Wettbewerbsvorteil gegenüber der Konkurrenz. Luftfedersysteme werden beispielswei- se so ausgelegt, dass Schwingungen reduziert werden und in allen Belastungszuständen maximaler Komfort gewährleistet ist. Im Labor der Tochtergesellschaft in Weinheim werden geräusch- und schwingungs- technische Bewertungen von Produktvarianten unter Einbeziehung des Gesamtfahrzeugs umfassend getestet.
Zur Überprüfung des NVH-Verhaltens einzelner schwingungstechnischer Komponenten und zur Optimierung ihrer Funktion in jeder Fahrzeugvariante sind zahlreiche verschiedene Tools und Verfahren erforderlich. Die breit angelegte Funktionalität von LMS Test.Lab für rotierende Maschinen sowie für Strukturdynamik in einer Software-Suite ermöglicht den Testingenieuren von Vibracoustic detaillierte NVH-Analysen sowie die Bestimmung der Problemursachen.

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Jürgen Wojts-Saary, Ingenieur im Bereich System Development & Technologies Business, fasst die Vorteile so zusammen: »Für unser Troubleshooting und unsere Validierung können wir durch die intuitiv bedienbare Benutzeroberfläche und dem Test- und Analyseansatz auf der Basis von Templates mit LMS Test.Lab eine enorme Produktivitätssteigerung erzielen. Mit den Systemen von Test.Lab lassen sich vielseitig und exakt Messungen und Analysen durchführen, so dass wir unsere Produkte umfassend testen und optimieren und im Handumdrehen auf Anforderungen von OEMs reagieren können.«

Vibracoustic setzt LMS Test.Lab für eine breite Palette Prototypentests ein: Von der einfachen Impulsanregung zur Modalanalyse von Motoren über Spektralanalysen an Konsolen bis hin zu vollständigen individuellen, fahrzeugspezifischen Tests auf dem Rollenprüfstand. »Durch diese Vielfalt an verschiedenen Herangehensweisen innerhalb der Test.Lab-Umgebung entfällt der Einlernprozess in viele verschiedene Systeme und Softwaretools. Darüber hinaus profitieren wir nun von der Flexibilität, verschiedene Testverfahren zur Lösung komplexerer NVH-Probleme anwenden zu können,« so Wojts-Saary. »Durch das Workbook-Konzept von LMS Test.Lab wird der Benutzer durch eine Reihe sorgfältig definierter Prozessschritte geführt, beispielsweise Dokumentation, Einrichten der Kanäle, Kalibrierung oder Datenerfassung. So wird die Bedienung vereinfacht, eine breite Analyse ermöglicht und Schulungsaufwand reduziert.«

Im Versuchslabor in Weinheim kommen zur Analyse von NVH-Problemen und zur Optimierung von Konstruktionslösungen Rollenprüfstände, Mehrachsen-Versuchsaufbauten, Impulsanregung und Straßentests zum Einsatz. Für die Testingenieure von Freudenberg besteht die Herausforderung darin, die Auswirkungen jeder Änderung der schwingungstechnischen Komponente oder der Fahrzeugkonstruktion auf das NVH-Verhalten hin zu analysieren.
Die Einbeziehung des Gesamtfahrzeugs zur Optimierung des NVH-Verhaltens bei Vibracoustic zeigt sich in einem typischen Beispiel: Der OEM hat das Differential des Getriebes geändert. Das Fahrzeug wird auf dem Rollenprüfstand, dem Vier-Säulen-Prüf-stand, auf der Straße oder einer Teststrecke getestet. Auf dem Rollenprüfstand werden 70 Kanäle simultan aufgezeichnet. Die betrachteten Signale stammen dabei von Beschleunigungsaufnehmern am Fahrzeug, Mikrofonen im Fahrzeuginneren und -äußeren und der Motordrehzahl. Die hohe Anzahl an Kanälen ermöglicht eine rasche und detaillierte Bewertung des geänderten NVH-Verhaltens, insbesondere des Chassis, der Achse, des Motors und in der Fahrgast- zelle im Hinblick auf Innengeräusche.

Üblicherweise werden Messungen beim Hochlauf, beim Anlassen beziehungsweise Abschalten, im Leerlauf und beim Schalten durchgeführt. Während der Testläufe bietet die Software über mehrere grafische Anzeigen eine Online-Visualisierung der erfassten Daten, die beim Versuchsaufbau definiert und während der Messung angepasst werden können. »Anhand der Echtzeit-Anzeige der Signale im Zeit- oder Frequenzbereich lässt sich die Messung unmittelbar validieren. Die durch den Benutzer konfigurierbaren Anzeigen bieten sofortiges Feedback zum Testfortschritt und zur Qualität der erfassten Daten für Schwingungs- oder Geräuschkanäle. So können die Versuchsteams sofort eine erste Analyse vornehmen und bei Bedarf weitere Tests durchführen.« »Bei Messungen auf der Teststrecke können unsere Ingenieure durch die Kombination aus Online-Processing und Referenzmessungen sofort prüfen, wie sich die dynamischen Eigenschaften der aktuellen Änderung von einem Referenztest oder einem früheren Test unterscheiden. Gleichzeitig lassen sich die Rohdaten zur späteren Detailanalyse in einer Transferdatei aufzeichnen«, erklärt Wojts-Saary. Außerdem werden bei Freudenberg Operational Deflection Shapes (Betriebsschwingformanalyse) zur Validierung von Tests umfassend eingesetzt. Unmittelbar im Anschluss an den Test können die Schwingformen einer Struktur bei Betriebsbedingungen ausgehend vom Zeit- oder Frequenzbereich analysiert werden. Durch diese Funktion wird vollständige Flexibilität bei der Wahl der entsprechenden Offline-Analyse zur weiteren Untersuchung eines bestimmten Problems gewährleistet. »Das Online-Processing und die Visualisierung bieten uns eine umfassende Übersicht, sodass wir äußerst effizient Praxistests durchführen können und nur kurze Zeit später sowohl über umfangreiche Informationen als auch über eine gute Vorstellung über den Charakter des Problems verfügen. Beim Postprocessing konzentrieren wir uns dann im Detail auf das Problem, indem wir die vorliegende Messung mit früheren Daten vergleichen«, ergänzt Wojts-Saary.

Beim Postprocessing werden unter Umständen weitere Ordnungen oder der Beitrag der maximalen Ordnung analysiert. Außerdem ermöglicht diese Phase die nähere Untersuchung der vorliegenden NVH-Probleme. Hier lassen sich mit der Software anhand webbasierter Navigationstools frühere Projekte aufrufen, sodass der Prozess detaillierter analysiert werden kann.

Das Versuchsteam in Weinheim ist kontinuierlich gefordert, Prototypen immer schneller zu testen und eine Vielzahl an Konstruktionsänderungen zu analysieren, um das NVH-Verhalten seiner schwingungstechnischen Komponenten in Bezug auf das Gesamtfahrzeug zu optimieren. Wojts-Saary hierzu: »Zusätzlich zu dem breiten Angebot an Anwendungen und Funktionalitäten der Produkte von LMS können wir auf den äußerst reaktionsschnellen technischen Support von LMS zurückgreifen, durch den wir unsere Messungen noch effektiver nutzen können. Die jeweiligen Ansprechpartner kennen die Software in- und auswendig. Die Reaktionszeit ist ausgesprochen kurz und wir erhalten stets hilfreiche Antworten auf alle unsere Fragen.«

LMS Test.Lab biete die von Vibracoustic geforderte Produktivität, da die Software sämtliche Funktionen enthält, um den Ursachen von NVH-Problemen in einer integrierten Lösung auf den Grund zu gehen, erklären die Weinheimer. Bei Messungen sowie beim Postprocessing stelle die Software den Ingenieuren eine umfassende Palette an Tools für detaillierte Untersuchungen und Vergleiche der bei den Tests erfassten großen Datenmengen bereit. Die Weinheimer Ingenieure sind vom Einsatz der Software überzeugt: »Unser Slogan lautet ›We convert noise and vibration into sound and comfort‹; dank LMS können wir dieses Versprechen erfüllen und unseren Ruf als Hersteller hochwertiger NVH-Lösungen bewahren«, betont Wojts-Saary. -sg-

LMS Deutschland GmbH, München Tel. 089/548495-0, http://www.lmsgermany.com

Vibracoustic GmbH & Co KG, Weinheim Tel. 06201/80-8808, http://www.vibracoustic.de

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