Benutzer:Mau Vazquez/Advanced Vibration Analysis

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Advanced Vibration Analysis (AVA) ist eine hochauflösende geophysikalische Software für die Analyse seismischer Wellen und die Überwachung von Lärm und Vibrationen. Die AVA Software analysiert seismische und akustische Wellen grundlegend und hochauflösend und ergänzt die Arbeit von Ingenieuren, Geophysikern und Geologen in vielen Bereichen, wie z.B. der Überwachung von Bergbau und Infrastruktur und der dynamischen FEM Auslegung von Strukturen und Maschinen. Der Hauptsitz befindet sich in München, Deutschland. Die Software wurde von Ingenieuren mit über 30 Jahren Erfahrung in der Softwareentwicklung entwickelt.

Software

The AVA software offers several visualization and analysis features for studying vibrations and their impact. Here is a summary of the capabilities provided:

1. 3D Time History of Particle Velocity: This feature visualizes the vibration velocities of a medium over time in three directions (X, Y, Z). It displays the maximum positive and negative peak velocities along each axis, known as Peak Particle Velocity (PPV). These values are used to assess the impact degree, particularly when there are norms limiting the permissible PPVs. The software allows interactive movement and scaling of graphics, and it can synchronize recordings from different velocigraphs. Additionally, GPS signals can be used for time synchronization, and the software supports saving the data in DXF or tabular format.
2. 3D Time History of Particle Acceleration: Similar to the previous feature, this functionality visualizes the accelerations (change in velocity per unit time) of the medium's vibrations in the X, Y, and Z directions. It also shows the maximum positive and negative peak velocities along each axis, referred to as Peak Particle Acceleration (PPA). These values are utilized to evaluate the impact level, especially when assessing inertial forces on structures, machines, and the impact of vibrations on people. The software provides interactive movement and scaling of graphics, supports GPS-based time synchronization, and offers options for saving the data in DXF or tabular format. The recorded accelerograms can be used in FEM programs such as GEO5, SAP2000, ANSYS, etc., to determine shear forces and internal stresses in structures.
3. Velocity FFT Spectrum: This feature enables the transition from Time History to Frequency Domain by utilizing Fast Fourier Transformations (FFT). It visualizes the amplitudes of speed vibrations at different frequencies. The amplitudes are normalized by absolute values in the frequency spectrum. These normalized values are used to assess the impact degree when norms restrict the permissible PPVs as a function of frequency. The software allows fast interactive movement and scaling of graphics, and users can save the Velocity FFT graphs in DXF or tabular format. This feature is particularly useful for estimating vibration frequency amplitudes.
4. Acceleration FFT Spectrum: Similar to the Velocity FFT Spectrum, this functionality performs the transition from Time History to Frequency Domain using FFT. It visualizes the amplitudes of vibration accelerations at different frequencies. The amplitudes are normalized by absolute values in the frequency spectrum. These normalized values help estimate the impact degree in cases where norms limit the allowable Peak Particle Accelerations (PPAs) as a function of frequency. The software supports interactive movement and scaling of graphics, and users can save the Acceleration FFT graphs in DXF or tabular format. This feature allows for the estimation of vibration frequency amplitudes.
5. Displacement Response Spectrum & Shock Response Spectrum (SRS): This feature combines Time History and Frequency Domain analysis for accelerations. It visualizes the amplitudes of point vibration displacements at different frequencies. The absolute maximum displacement amplitudes in the frequency spectrum are displayed. These values are used to estimate the impact degree according to frequency-dependent norms that limit the permissible Peak Particle Displacements (PPDs). The AVA software provides fast interactive movement and scaling of graphics, and users can save the Displacement Response Spectrum graphs in DXF or tabular format. This 3D Displacement Response Spectrum is particularly useful for evaluating the impact of vibration on structures through FEM programs like GEO5, SAP2000, ANSYS, etc

Anwendungen

Bergbauüberwachung

The monitoring of blasting operations and limiting their environmental impact, as well as protecting adjacent infrastructure, are among the main objectives of mining. In the event of an explosion in a mine, two effects are felt by neighboring houses and property owners: vibrations and air overpressure. To address these concerns, controlled blasting measures are extensively employed, and the creation of microseismic maps of the mining area and its adjacent impact zones is necessary. Within these impact zones, individual parameters can be visualized using field isolines that indicate acceleration parameters, seismic wave velocity, displacements of soil layers, and air overpressure.

Bergbauüberwachung

Der Bau von Gebäuden kann in mehrere Phasen unterteilt werden: Planung, Bau, Inbetriebnahme und Wartung. In der Planungsphase werden Parameter wie die Projektbeschleunigung festgelegt, um das Bauwerk an die örtlichen Gegebenheiten anzupassen. In der Bauphase wird das Gebäude physisch errichtet. Vor der Inbetriebnahme wird das Bauwerk gründlich auf sichtbare Parameter wie die Qualität der verwendeten Materialien sowie auf unsichtbare Parameter wie die geplante Projektbeschleunigung geprüft.

Es ist von entscheidender Bedeutung, während der Garantiezeit und darüber hinaus auf Probleme wie Setzungen, Risse oder statische Probleme zu achten. Es ist wichtig festzustellen, ob diese Probleme durch die verwendeten Materialien oder durch falsche Beschleunigungsparameter verursacht werden. Diese beiden Parameter sind eng miteinander verknüpft, und Änderungen des einen können zu Abweichungen beim anderen führen.

Infrastrukturen

Der Bau großer Infrastrukturprojekte wie Brücken, Tunnel, Autobahnen, Wasserwerksmauern und Eisenbahnstrecken ist mit der Induktion erheblicher Schwingungen in den Fundamenten verbunden, was zu einem spürbaren Anstieg des Lärmpegels führt.

Die Überwachung der Auslegungsbeschleunigung ist ebenfalls ein entscheidender Faktor beim Bau und Betrieb aller Infrastrukturanlagen. Diese Überwachung ist besonders wichtig für Bauwerke, die in seismisch aktiven Zonen liegen. Bei der Instandhaltung dieser Bauwerke, sowohl mit als auch ohne Gewährleistung, müssen neben dem Verschleiß des Bauwerks und der eingebetteten Materialien auch Veränderungen der Eigenfrequenz, der Beschleunigung und der Setzungen des Bauwerks überprüft werden.

Öl und Gas

Die sichere und langfristige Schwingungsüberwachung von Maschinen, die in gefährlichen Öl- und Gasbetrieben eingesetzt werden, einschließlich Onshore- oder Offshore-Förderplattformen, petrochemischen Anlagen und Raffinerien, hat für alle Betreiber höchste Priorität. Anlagenüberwachungszentren nutzen die Schwingungsanalyse und -diagnose, um Anzeichen für mechanische Probleme zu erkennen, den Ausgangszustand und die Trendentwicklung von Maschinen zu überwachen und frühzeitig vor Fehlern und potenziellen Schäden zu warnen.

Sicherheitssektor

Durch die Implementierung von kontinuierlichen Überwachungssystemen in allen Geldtresoren, Sicherheitsräumen in Museen, Kunstausstellungsräumen, Serverräumen und Archiven können unbefugtes Betreten erkannt und die damit verbundenen Erschütterungen und Vibrationen überwacht werden. Darüber hinaus können Alarme ausgelöst werden, wenn verschiedene Belegungs- oder Füllungsgrade erreicht werden, so dass eine schnelle Reaktion auf potenzielle Sicherheitsverletzungen gewährleistet ist.

Natürliche Gefahren

Die Untersuchung von Naturgefahren beschäftigt zahlreiche Wissenschaftler, um die Sicherheit der Menschen und der Infrastruktur auf unserem Planeten zu erhalten und zu verbessern. Verschiedene Naturgefahren wie Erdbeben, Tsunamis, Vulkanausbrüche, geologische Verwerfungen und Erdrutsche können durch die Messung der Ausbreitung seismischer Wellen untersucht werden, um fundierte Entscheidungen in Bezug auf die menschliche Bevölkerung und die Infrastruktur zu treffen. Diese Studien zielen darauf ab, das Verhalten dieser Gefahren besser zu verstehen und Strategien zur Schadensbegrenzung und Vorsorge zu entwickeln.

Erneuerbare Energie

Die regelmäßige Wartung und Instandhaltung von Wind- und Wasserkraftanlagen ist eine wichtige Aufgabe für deren Betreiber, um eine langfristige Nutzung zu gewährleisten. Bei der Stromerzeugung treten Schwingungen in den Generatoren und Turbinen auf, die ständig überwacht werden müssen.

Verteidigungstechnologien

Die Überwachung von Schwingungen spielt in verschiedenen Verteidigungstechnologien eine entscheidende Rolle. Unsere Aufgabe ist die Überwachung und Analyse von Schwingungen in kritischen Komponenten und Systemen mithilfe der AVA-Software. Diese Technologie kann die Verfügbarkeit von Flugzeugen, Panzern und Schiffen erhöhen, die Lebensdauer von Komponenten verlängern und Ausfallzeiten minimieren. Die AVA-Software ermöglicht auch eine präzise Geolokalisierung, was eine bessere Definition von Zielen oder Verteidigungsstrategien ermöglicht.

Medizinische Ausrüstung

Bei medizinischen Geräten spielen Geräusche und Vibrationen eine entscheidende Rolle bei der Patientenuntersuchung, der Patientensicherheit und dem Komfort für Ärzte, Chirurgen und Zahnärzte.

Wenn beispielsweise ein Patient aufgrund störender Geräusche, die durch fehlerhafte Geräteteile während einer MRT-Untersuchung oder einer Röntgenuntersuchung verursacht werden, Angst empfindet, kann dies dazu führen, dass eine Wiederholungsuntersuchung oder eine zusätzliche Strahlenbelastung erforderlich wird, um das richtige Bild zu erhalten.

In der Zahnmedizin sind handgehaltene Werkzeuge, die von kleinen Turbinen und Motoren angetrieben werden, sehr empfindlich gegenüber Vibrationen, und jede Abweichung vom Betriebszustand kann zu Leistungseinbußen führen.

Daher ist die Minimierung von Lärm und Vibrationen in medizinischen Geräten von entscheidender Bedeutung, um eine genaue Diagnose, den Komfort des Patienten und eine wirksame Behandlung zu gewährleisten. Es werden laufend Anstrengungen unternommen, die Konstruktion, Wartung und Leistung dieser Geräte zu verbessern, um diese Probleme zu lösen und die medizinische Erfahrung insgesamt zu verbessern.

Mechanische Ausrüstung

Motoren können im Laufe ihres Lebens starken Vibrationen ausgesetzt sein, und dies kann auf verschiedene Ursachen zurückzuführen sein. Zu den möglichen Ursachen für dieses Wartungsphänomen gehören:

1. Defekte oder reibende Teile: Abgenutzte oder beschädigte Komponenten im Motor können zu ungleichmäßigen Bewegungen und Vibrationen führen. Dies kann auf Verschleiß, Materialermüdung oder unsachgemäße Wartung zurückzuführen sein.
2. Elektromagnetische oder mechanische Unwucht: Eine Unwucht entsteht, wenn die Masseverteilung im Motor nicht gleichmäßig um die Rotationsachse verteilt ist. Dies kann durch eine unsachgemäße Montage, ungleichmäßigen Verschleiß der Komponenten oder andere Faktoren verursacht werden.
3. Lose oder verschlissene Komponenten: Lockere oder abgenutzte Schrauben, Muttern oder andere Befestigungselemente im Motor können Vibrationen verursachen. Ebenso können verschlissene Komponenten wie Riemen oder Zahnräder zu unregelmäßigen Bewegungen und Vibrationen beitragen.
4. Defekte Lager: Beschädigte oder fehlerhafte Lager im Motor können erhöhte Vibrationen verursachen. Dies kann auf Verschleiß, mangelnde Schmierung, Verschmutzung oder andere Faktoren zurückzuführen sein.
5. Resonanzen: Unter bestimmten Bedingungen kann es zu Resonanzen kommen, wenn die natürliche Frequenz des Motors mit einer externen anregenden Frequenz übereinstimmt. Dies kann zu starken Vibrationen führen, die die Leistung und Lebensdauer des Motors beeinträchtigen können.

Die genaue Ursache für Vibrationen in einem Motor kann von Fall zu Fall unterschiedlich sein. Daher ist es wichtig, regelmäßige Inspektionen, Wartungsarbeiten und gegebenenfalls Reparaturen durchzuführen, um potenzielle Probleme zu identifizieren und zu beheben. Dies gewährleistet eine optimale Leistung und verlängert die Lebensdauer des Motors.

Mikroelektronik

In der Herstellung von Mikrochips und anderen elektronischen Bauteilen, die Nanoelektronik oder Nanotechnologien verwenden, ist die Überwachung von Schwingungen von großer Bedeutung. Testmessungen werden an verschiedenen Messpunkten durchgeführt, um die Schwingungen zu erfassen. Zusätzlich werden die Beschleunigungs- und Geschwindigkeitseinstellungen am Gehäuse der Geräte überprüft, um sicherzustellen, dass sie den spezifizierten Anforderungen entsprechen.

Die Schwingungsüberwachung erfolgt auch an der Waferplattform, die eine wichtige Komponente bei der Herstellung von Mikrochips ist. Hier werden ebenfalls Kontrollen der Beschleunigung und Geschwindigkeit durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Prozesse reibungslos ablaufen.

Die erfassten Beschleunigungs- und Geschwindigkeitsparameter werden ausgewertet und in verschiedenen Diagrammen wie dem Wasserflussdiagramm dargestellt. Diese Diagramme dienen dazu, mögliche Abweichungen oder Unregelmäßigkeiten in den Schwingungsmustern zu erkennen und entsprechende Maßnahmen zu ergreifen, um die Qualität und Zuverlässigkeit der hergestellten Bauteile sicherzustellen.

Die Schwingungsüberwachung in der Herstellung von Mikrochips und anderen elektronischen Bauteilen trägt dazu bei, potenzielle Probleme frühzeitig zu erkennen und zu beheben, um eine optimale Leistung und Qualität der hergestellten Produkte zu gewährleisten.

Flugzeuge und Raumfahrt

Im Flugverkehr sind sowohl Geräusche als auch Vibrationen häufig, und sie können von den Anwohnern eines Flughafens als störend empfunden werden. Besonders während des Startvorgangs können abfliegende Flugzeuge starke Geräusche und Vibrationen verursachen.

Jedoch überwachen und messen Fluggesellschaften kontinuierlich die Vibrationswerte in größeren Passagierflugzeugen, Hubschraubern und Privatjets. Dies geschieht, um sicherzustellen, dass die Vibrationen innerhalb akzeptabler Grenzen bleiben und potenzielle Gefahren minimiert werden.

Vibrationen können an verschiedenen Stellen eines Flugzeugs eine Bedrohung darstellen. Zu den Bereichen, die besonders überwacht werden, gehören der Motor, das Fahrwerk, die Klappen, der Stabilisator, die Flügel, der Rumpf, das Ruder, die Vorflügel und die Spoiler. Unerwartete oder übermäßige Vibrationen in diesen Komponenten können auf Defekte, Verschleiß oder andere Probleme hinweisen, die eine Gefahr für die Sicherheit des Flugzeugs darstellen könnten.

Durch die kontinuierliche Überwachung der Vibrationswerte können Fluggesellschaften potenzielle Probleme frühzeitig erkennen und geeignete Maßnahmen ergreifen, um sicherzustellen, dass die Flugzeuge in einem sicheren Betriebszustand bleiben. Dies kann Inspektionen, Wartungsarbeiten oder gegebenenfalls Reparaturen umfassen, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Flugzeuge zu gewährleisten.

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Kategorie:Software