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Modell eines Zweimassenschwingers

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  • Modell eines Zweimassenschwingers
Projekt an der HS Konstanz
Modell eines Zweimassenschwingers
Schwingungserscheinungen werden sowohl in der Natur als auch in technischen Anwendungen beobachtet. Unter Schwingungen versteht man in der Regel zeitliche Schwankungen von Zustandsgrößen. In der Technik gibt es dafür sowohl positive als auch negative Erscheinungsformen. An einem Fördertopf werden beispielsweise die Schwingungen genutzt, um Material zu transportieren. Zumeist lassen sich Probleme technischer Art auf einen Zweimassenschwinger reduzieren und berechnen. So wird beispielweise für die Untersuchung der Vertikaldynamik eines Automobils das sogenannte „Viertelfahrzeugmodell“ verwendet. Aber: Abstraktheit und mangelnde Visualisierung solcher Systeme sorgen für Schwierigkeiten beim Verständnis des Verhaltens solcher Modelle.
Um diese Problematik anzugehen, wurde im Rahmen der Projektarbeit im Mechatronik-Masterstudium der Hochschule Konstanz ein reales Modell eines Zweimassenschwingers mit sinusförmiger Fußpunktanregung hergestellt. Zusätzlich wurde das Modell mit klassischen mathematischen Methoden beschrieben und analysiert. Des Weiteren wurde das System anhand von Simulationen untersucht. Das Ziel war es, mit allen drei Methoden auf die gleichen Ergebnisse zu kommen und somit Theorie und Praxis in Einklang zu bringen. Nun soll das Modell Vorlesungen visuell unterstützen und zu einem besseren Verständnis beitragen.

Funktion:

Ein drehzahlgeregelter Gleichstrommotor treibt das System über einen Exzentertrieb an. Durch einen Potentiometer kann die Drehzahl eingestellt werden. Infolgedessen kommen die zwei Schwingeinheiten, die auf der Führungswelle gelagert sind, in Bewegung. Abhängig von Drehzahl, Masse der Schwingeinheiten und Federkonstante stellen sich unterschiedliche Schwingungszustände, wie Resonanzfrequenzen und Tilgung ein.

Technische Daten

• Anregungsfrequenz: 0...5 Hz

• Anregungsamplitude: 15…25 mm

• Bewegte Massen: 2 mal 200g bis 800g in 150g Schritten

• Federn: Austauschbar mit verschiedenen Steifigkeiten

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