Stimmt die Simulation? Vergleich von Versuch und Simulation in der Strukturdynamik

Im Rahmen der CadFem Conference in Salzburg stellte Mechatronik-Dozent Franz-Josef Falkner innovative Versuchsmethoden aus der Strukturdynamik vor

Schwingungen in Maschinen, Geräten, Anlagen oder Gebäuden sind meist unerwünscht und bringen viele Herausforderungen mit sich. Sie können die Lebensdauer einer Struktur verkürzen, reduzieren den Bedienkomfort eines Gerätes oder sind auch die Ursache für teils hohe Lärmbelastung. Daraus wird ersichtlich, dass diese Schwingungen in der Produktentwicklung eine große Rolle spielen und entsprechend untersucht werden müssen.

Am MCI Department für Mechatronik beschäftigt sich DI Dr. Franz-Josef Falkner bereits seit vielen Jahren mit dieser Thematik. In mehreren Forschungsprojekten entwickelt er in Zusammenarbeit mit lokalen Industriepartnern innovative Forschungsmethoden. Über Abschlussarbeiten haben auch Studierende die Gelegenheit in diesen Projekten mitzuarbeiten und werden bereits während des Studiums auf die aktuellen Herausforderungen der Ingenieurspraxis vorbereitet.

Um die oben genannten Problemstellungen lösen zu können, bedient man sich heute numerischer Simulationen, bei denen mit Hilfe einer physikalischen Modellierung ein mathematisches Rechenmodell generiert und mit leistungsfähigen Rechnern gelöst wird.

Speziell durch die rasante Entwicklung der Rechenleistung in den letzten Jahren, sowie die verbundene Verfügbarkeit werden diese Werkzeuge für die Ingenieurpraxis nutzbar, wo diese immer mehr eingesetzt werden. Um die Aufgabenstellungen mit einem mathematischen Rechenmodell beschreiben zu können, müssen allerdings Näherungen und Approximationen getroffen werden.

Die Validierung solcher Rechenmodelle ist deshalb essentiell, um die Prognosequalität zu beurteilen und zu verbessern. Um dies bewerkstelligen zu können wurden dazu in den letzten Jahren am Departement für Mechatronik innovative Verfahren entwickelt, um Ergebnisse aus Schwingungsmessungen und Finite-Elemente Simulationen abgleichen zu können. Diese Ergebnisse wurden im Rahmen der CadFem Conference am 07. November 2024 in Salzburg einem interessierten Fachpublikum vorgestellt.

Für die nahe Zukunft sind bereits weitere Forschungsprojekte in diesem spannenden Teilbereich der Mechanik geplant und in Ausarbeitung.