Lastdaten - Analyse, Bemessung und Simulation

Bei der Entwicklung mechanisch beanspruchter Systeme spielen die im Feld auftretenden dynamischen Lasten eine zentrale Rolle. Für eine Auslegung im Hinblick auf funktionale Eigenschaften wie Festigkeit und Schwingungsverhalten ist ein gutes Verständnis der Betriebslasten entscheidend.

Lastdatenanalyse, Beanspruchungsstatistik und Betriebsoptimierung

Beanspruchungsdaten auf System- und Bauteilebene sind in der Regel Zeitsignale. Dies gilt sowohl für Feldmessungen und Prüflasten als auch im Berechnungsumfeld. Vor der eigentlichen Auswertung müssen die Daten auf Korrektheit überprüft und gegebenenfalls Spikes, Drifts oder Offsets korrigiert werden. Wesentliche Informationen über die Belastung erhält man aus den Amplituden (Rainflowzählung) oder Frequenzen (PSD) einer Lastfolge. Welche Analysemethoden mit welcher Priorität einzusetzen sind hängt von Last und System bzw. Komponente ab.

Dabei spielen die Anregungsfrequenzen der Lastsignale und Eigenfrequenzen der Systeme bzw. Bauteile eine Rolle. Ebenso wichtig kann im Falle mehrerer Lasten die Analyse der zeitlichen Korrelation der Signale sein. Zur statistischen Weiterverarbeitung werden in der Regel Kennwerte abgeleitet, etwa Pseudoschädigungszahlen für Fragen der Betriebsfestigkeit (BF) oder Energiegrößen für Verbrauchsanwendungen.

 

Solche Lastdatenanalysemethoden werden am ITWM in vielen Projekten eingesetzt, an spezifische Situationen angepasst und bei Bedarf weiterentwickelt. Dabei handelt es sich neben Projekten zur Herleitung von BF-Bemessungsgrundlagen auch um Anwendungen im Bereich der Zustandserkennung und Energie- bzw. Betriebsoptimierung.