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Sind Sie mit einem Schwingungsproblem konfrontiert?
Schwingungsprobleme sind durch drei Elemente charakterisiert (Abb. 1).
Grundsatz: Kennt man zwei der drei Elemente, kann man sich das dritte ausrechnen.
|Abb. 1: Die drei Elemente eines Schwingungsproblems.|
Schwingungs- und Erschütterungsmessungen
Die einfachsten baudynamischen Probleme sind jene, bei denen nur die Reaktion Y gemessen wird und mit (manchmal) vorhandenen Normwerten verglichen werden kann: Schwingungs- oder Erschütterungsmessungen (Projekt Stallikon).
Experimentelle Modalanalyse
Eines der Standardprobleme in der Baudynamik, die Bestimmung der Transferfunktion H eines Bauwerkes durch gleichzeitiges Messen der Anregung X und der Reaktion Y (Forced Vibration Testing, FVT) ist in den letzten zehn Jahren mehrheitlich durch Ambient Vibration Testing, AVT, abgelöst worden. Bei AVT werden die dynamischen Charakteristika eines Tragwerkes rein aus der Analyse von Reaktionssignalen bestimmt, ohne dass man die einwirkende Kraft genau kennt. Beide Methoden, FVT und AVT, werden auch als Experimentelle Modalanalyse bezeichnet.
Schwingungsmessungen mit Messung der Anregung, der Transferfunktion und der Antwort
Die schönsten baudynamischen Probleme sind jene, bei denen alle drei Elemente, die Anregung X, die Transferfunktion H und die Reaktion Y experimentell bestimmt werden. Zuerst wird die Transferfunktion H des Tragwerkes anhand einer Experimentellen Modalanalyse bestimmt. In einem zweiten Schritt wird dann ein Betriebszustand des Tragwerkes, zum Beispiel die Überfahrt eines Fahrzeuges, untersucht, wobei X und Y gemessen werden. Ein allenfalls vorhandenes dynamisches Problem kann dann, je nachdem, bei der Anregung X oder bei der Transferfunktion H gelöst werden. Kein Blindflug!! Aber der Aufwand kann gigantisch sein (Diss. Cantieni).
Prognosen
Die schwierigsten baudynamischen Probleme sind jene, bei denen ungefähre Angaben über X und H vorhanden sind und man daraus eine Prognose für die Reaktion Y erstellen sollte. Das gelingt nur in seltenen Fällen (Projekt Langensand).
Fazit
Es gibt keine langweiligen Schwingungsprobleme. Schwingungsprobleme in der Baudynamik sind seit mehr als 40 Jahren unser tägliches Brot.