Vibrationsprüfungen – Alles, was Du wissen musst

Was sind Vibrationsprüfungen?

Vibrationsprüfungen simulieren mechanische Belastungen, die durch Erschütterungen oder Rüttelbewegungen auf einen Prüfling einwirken. Anders als bei einem Hammerschlag handelt es sich hierbei um kontinuierliche Vibrationen. Ziel ist es, die Belastungen zu testen, denen ein Prüfling im realen Einsatz ausgesetzt sein könnte. Ein typisches Beispiel sind Bauteile, die in einem Lkw verbaut werden.

Wann benötigt man eine Vibrationsprüfung?

Eine Vibrationsprüfung ist erforderlich, wenn Bauteile während des Betriebs oder des Transports Schwingungen ausgesetzt sind. Immer wenn sich etwas bewegt, entstehen Vibrationen. Das betrifft vor allem Komponenten in Fahrzeugen wie PKWs, Nutzfahrzeugen oder auch in Maschinen. Diese Belastungen können zu Verschleiß, Materialermüdung oder Beschädigungen führen.

Arten von Vibrationsprüfungen

1. Random-Vibration (Zufällige Anregung)
2. Bei dieser Art der Prüfung wirkt ein sogenanntes Rauschprofil auf den Prüfling ein. Die Anregung ist zufällig und nicht vorhersehbar, da sie von Faktoren wie Straßenbeschaffenheit, Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder Schwingungen im Transport abhängt. Diese Art der Prüfung ist besonders relevant für Bauteile, die in Fahrzeugen oder Transportbehältern verbaut werden.
3. Typische Belastungen:
   • Hohe Beschleunigungsspitzen
   • Unvorhersehbare Schwingungsmuster
4. Sinus-Vibration (Sinusförmige Anregung)
5. Bei dieser Prüfung wirkt eine gleichmäßige, sinusförmige Anregung auf den Prüfling ein. Diese Art der Anregung tritt auf, wenn Bauteile in der Nähe von rotierenden Maschinen wie Motoren oder Getrieben verbaut werden.
6. Beispiel:
   • Ein Motor, der mit 3000 Umdrehungen pro Minute läuft, erzeugt eine Anregung von ca. 200 Hertz. Wenn eine Leiterplatte eine Eigenfrequenz von 200 Hertz hat, kann es zu Resonanz kommen, was dazu führt, dass Bauteile stark vibrieren und im schlimmsten Fall abbrechen oder sich lösen.
7. Typische Belastungen:
   • Gleichmäßige Schwingungen
   • Höhere Beanspruchung bei Resonanz

Warum sind Eigenfrequenzen wichtig?

Die Eigenfrequenz beschreibt die Frequenz, bei der ein Bauteil natürlich schwingt. Wenn die Anregungsfrequenz einer Sinus-Vibration mit der Eigenfrequenz übereinstimmt, kommt es zu einer Resonanz. Diese Resonanz verstärkt die Schwingungen stark und erhöht den Stress auf das Bauteil, was zu Defekten führen kann.

Was kann man dagegen tun?

• Das Design der Komponenten anpassen, sodass die Eigenfrequenz deutlich höher oder niedriger ist als die Anregungsfrequenz.
• Bauteile so konstruieren, dass sie mechanische Schwingungen besser dämpfen oder ableiten können.

Wann wird welche Prüfung eingesetzt?

• Random-Vibration wird immer dann verwendet, wenn der Prüfling während des Transports, der Fahrt oder durch allgemeine mechanische Bewegung belastet wird. Beispiele: Elektronik in Fahrzeugen, Transportbehälter, Frachtgüter.
• Sinus-Vibration wird eingesetzt, wenn Bauteile in der Nähe von rotierenden Maschinen wie Motoren, Getrieben oder Windturbinen verbaut werden.

Fazit

Eine Vibrationsprüfung ist immer dann sinnvoll, wenn Bauteile mechanischen Belastungen durch Bewegung, Transport oder Betrieb ausgesetzt sind. Die Auswahl der Prüfung (Random oder Sinus) hängt von der Art der Belastung ab. Die Simulation dieser Belastungen hilft, die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit von Bauteilen sicherzustellen.

Hast Du Fragen?

Wenn Du wissen möchtest, welche Art der Vibrationsprüfung für Dein Produkt am sinnvollsten ist, kontaktiere uns gerne. Unser Team unterstützt Dich bei der Auswahl der richtigen Prüfung und stellt sicher, dass Dein Produkt optimal getestet wird.