Warum Sinus- und Random-Vibrationstests?

In Testlaboren sind die Sinus- und Random-Vibrationstests die beiden am häufigsten eingesetzten Verfahren zur Durchführung von Schwingungsprüfungen. Diese Übersicht erklärt die Grundlagen beider Testarten sowie die wichtigsten Parameter zur Steuerung der Tests. Ziel ist es, die strukturelle Festigkeit und Lebensdauer von Produkten zu bewerten und potenzielle Schwachstellen durch Vibrationseinflüsse frühzeitig zu erkennen.

Sinusförmige Vibrationstests

Bei sinusförmigen Vibrationen bewegt sich das Prüfobjekt gleichmäßig auf und ab – ähnlich einer Wellenbewegung auf dem Meer. Dabei werden folgende Eigenschaften getestet:

• Amplitude: Wie stark die Bewegung ist, gemessen in Beschleunigung (g) oder Weg (Verschiebung).
• Frequenz: Wie oft die Bewegung pro Sekunde auftritt, gemessen in Hertz (Hz).
• Sweep: Eine Frequenzdurchläufeinstellung, bei der die Frequenz während des Tests verändert wird, um das Verhalten bei unterschiedlichen Frequenzen zu beobachten.

Sinuswellen treten in der Realität eher selten isoliert auf, außer bei Geräten mit konstanter Betriebsfrequenz, z. B. Motoren. Solche Tests sind nützlich, um Resonanzphänomene zu identifizieren, also Frequenzen, bei denen das Produkt besonders stark zu schwingen beginnt

Random-Vibrationstests

Random-Vibrationstests sind näher an der Realität, da sie ein breites Spektrum an Frequenzen gleichzeitig testen – so wie Vibrationen in einem Auto, Flugzeug oder einer Rakete auftreten. Diese Methode liefert ein umfassenderes Bild darüber, wie ein Produkt unter realen Einsatzbedingungen reagiert.

Wichtige Parameter bei Random-Tests:

• Grms (Root Mean Square Acceleration): Gibt die Gesamtintensität der Vibration an. Je höher der Wert, desto stärker die Belastung.
• Linienanzahl (Number of Lines): Zeigt, wie fein aufgelöst das Frequenzspektrum gemessen wird.
• Open Loop / Closed Loop:
  • Closed Loop: Die Vibrationen werden dynamisch an die Reaktion des Produkts angepasst.
  • Open Loop: Die Vibrationsintensität bleibt konstant, unabhängig vom Verhalten des Prüflings.

Vibrationstests helfen zu prüfen, ob ein Produkt den Beanspruchungen in einer vibrierenden Umgebung standhält. Sinus-Tests sind einfach und gezielt einsetzbar, etwa zur Resonanzanalyse. Random-Tests hingegen simulieren realitätsnahe Bedingungen und liefern detaillierte Aussagen über die Belastbarkeit im echten Einsatz.