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Stoßdynamik

Arbeitsgruppe 1.73

Profil

Die Arbeitsgruppe Stoßdynamik betreibt Forschung und Entwicklung in zwei Arbeitsgebieten:

 

Entwicklung von Verfahren zur Kalibrierung von Kraftaufnehmern mit stoßförmigen Kräften

Für die Messungen mit Kraftaufnehmern bei stoßförmiger Anregung werden speziell entwickelte Einrichtungen eingesetzt. Zwei Massekörper werden zur Kollision gebracht, an einem ist dabei der zu untersuchende Kraftaufnehmer angebracht.

Die bei der Kollision entstehenden Beschleunigungsverläufe werden zusammen mit dem Ausgangssisgnal des Kraftaufnehmers aufgezeichnet. Aus der Beschleunigung kann mit Hilfe der Masse der beiden Massekörper die einwirkende Kraft ermittelt werden. Diese wird als Referenzkraft für die Kalibrierung herangezogen.

 

Entwicklung von Verfahren zur Drehmomentkalibrierung mit sinusförmiger Anregung

Für die Kalibrierung von Drehmomentaufnehmern mit dynamischer Anregung wird an einer Messeinrichtung mit vertikalem Wellenstrang geforscht. Hierfür werden mittels eines Rotationserregers sinusförmige Schwingungen erzeugt, die durch die angekoppelten Komponenten des Wellenstrangs beim Drehmomentaufnehmer ein dynamisches Drehmoment erzeugen. Die Winkelbeschleunigungen an verschiedenen Stellen des Strangs und das Ausgangssignal des Drehmomentaufnehmers werden für die Analyse des dynamischen Verhalten des Strangs herangezogen.

 

Modellbasierte Kalibrierung

Das dynamische Verhalten der Drehmoment- und Kraftaufnehmer wird mit Hilfe eines mathematischen Modells, das sich am mechanischen Aufbau des Aufnehmers orientiert, beschrieben.

Basierend auf den Messdaten werden die Eigenschaften des Aufnehmers in Form von Modellparametern beschrieben.

 

Die Arbeitsgruppe gibt die Erfahrungen und Erkenntnisse aus den Arbeitsbereichen weiter:

  • Mitarbeit im deutschen Kalibrierdienst DKD, in DIN, ISO, EURAMET und IMEKO.
  • Beratende Unterstützung der Öffentlichkeit und der Industrie in Fragen des Messens dynamisch veränderlicher mechanischer Größen.

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Forschung/Entwicklung

Impulsförmige Kräfte

  • 2 Kraftstoß-Normalmesseinrichtungen (für bis zu 20 kN und bis zu 250 kN)
  • Forschung für die Kalibrierung von Impulshämmern
  • Modellbasierte Beschreibung des Kraftaufnehmers
  • Finite-Elemente-Modellierung zur Validierung von Messergebnissen

 

Dynamisches Drehmoment

  • Messeinrichtung für die Erzeugung von dynamischen Drehmomenten in einem Frequenzbereich von 10 Hz bis 1 kHz
  • Zusatzmesseinrichtungen für die unabhängige Bestimmung von Torsionssteifigkeit, Massenträgheitsmoment und rotatorischer Dämpfung
  • Modellbasierte Beschreibung des Drehmomentaufnehmers

 

Messverstärkerkalibrierung

Forschung für die dynamische Rückführung von Brückenverstärkern und Aufnehmerelektronik von Dehnungsmessstreifen-basierten Aufnehmern in Zusammenarbeit mit der Opens internal link in new windowArbeitsgruppe 2.12 Verhältnismessungen und Abtastverfahren der PTB.

 

Veröffentlichungen

Die Liste der Veröffentlichungen der Arbeitsgruppe 1.73 Stoßdynamik findet sich Opens internal link in current windowhier.

 

Europäisches Metrologieforschungsprogramm (EMRP)

Forschung und Entwicklung im Bereich stoßförmiger Kräfte, wie auch im Bereich des dynamischen Drehmoments wurden im Rahmen eines europäischen Metrologieforschungsprogramms im Forschungsprojekt Opens external link in new windowDynamisches Messen mechanischer Größen zusammen mit acht anderen europäischen Metrologieinstituten durchgeführt. Die Ergebnisse dieses Forschungsprojekts wurden in der Ausgabe 02/2015 der PTB-Mitteilungen vorgestellt, die auf der Webseite der PTB Opens internal link in new windowbereitsteht.

 

Zusammenarbeit mit anderen nationalen Metrologieforschungsinstituten

Zusätzlich zu den Aktivitäten im Rahmen des EMRP forscht die Arbeitsgruppe gemeinsam mit Partnern anderer nationaler Metrologieinstitute aus der ganzen Welt.

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Dienstleistungen

Bei Interesse an Beratung oder an Dienstleistungem im Bereich stoßförmiger Kräfte kontaktieren Sie bitte Dr.-Ing. Michael Kobusch, bei Interesse im Bereich des dynamischen Drehmoments Dr.-Ing. Leonard Klaus.

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Informationen

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