Operational Modal Analysis

Operational Modal Analysis (OMA) basiert einzig auf Messungen der Ausgangsgrößen einer Struktur und verwendet die umwelt- und betriebsbedingten Kräfte als nicht gemessene Eingangsgrößen. Die OMA wird, anstelle der auf Mobilitätsmessungen basierenden klassischen Modalanalyse dann eingesetzt, wenn es um eine genaue Modalidentifikation unter Betriebsbedingungen geht oder in Situationen, unter denen es sehr schwierig oder sogar unmöglich ist, eine künstliche, messbare Erregung in die Struktur einzubringen.
 
Viele Bauten und mechanische Strukturen sind aufgrund ihrer physikalischen Abmessungen, ihrer Formen oder ihrer Standorte nur sehr schwierig künstlich anzuregen. Auch Bauwerke, die Umgebungskräften wie beispielsweise Wellen (bei Bauwerken im Wasser), Wind (Gebäude) oder Verkehr (Brücken) ausgesetzt sind sowie laufende Maschinen werden durch selbsterregte Schwingungen belastet. Diese natürlichen Eingangskräfte, die nicht einfach geregelt oder genau gemessen werden können, werden als nicht gemessene Eingangsgrößen für die Operational Modal Analysis verwendet. In der klassischen Modalanalyse würden sie als Rauschen den künstlich erzeugten Kräften überlagert und zu irreführenden Ergebnissen führen.
 
Für Flugzeuge, Fahrzeuge und laufende Maschinen ist es nahezu unabdingbar, die Modalparameter unter echten Betriebsbedingungen zu bestimmen, nämlich die echten Randbedingungen, echte räumliche und frequenzbezogene Verteilung der Kräfte und echte Amplitudenwerte der Kräfte und Antworten.

Vorteile bei der Verwendung der Operational Modal Analysis

Die Hauptvorteile der Operational Modal Analysis sind:

• Die gemessene Antwort ist repräsentativ für die echten Einsatzbedingungen der Struktur
• Die Vorbereitung ist einfach, logisch und schnell, weil nur Beschleunigungsaufnehmer eingesetzt werden
• Die Art der messung ist vergleichbar mit der Betriebsschwingformanalyse (ODS)
• Teure Standzeiten können minimiert werden, weil sogenannte In-situ-Messungen während des normalen Betriebs durchgeführt werden. Es sind weder Unterbrechungen noch Beeinflussungen während des Betriebs notwendig
  

Die Kerntechnologie hinter der Operational Modal Analysis software ist durch Patente geschützt. Diese schließen die effiziente und leistungsfähige Frequency Domain Decomposition (FDD), Enhanced Frequency Domain Decomposition (EFDD) und Curve-fit Frequency Domain Decomposition (CFDD) Algorithmen ein.

Operational Modal Analysis Typ 7760

Typ 7760 ist das effektive Werkzeug zur Modalanalyse im Betriebszustand (OMA). Es beinhaltet leistungsfähige Algorithmen zur genauen Identifikation der Schwingungsmoden und ist trotzdem, dank seiner grafisch geführten Benutzeroberfläche und weitgehender Automatisierung, einfach und intuitiv zu bedienen.

Typ 7760 gibt es in drei Versionen: Pro, Standard und Light. Die Versionen unterscheiden sich durch die unterschiedliche Anzahl von Analysetechniken.

Modal Test Consultant Typ 7753 wird für die Geometrie orientierte Datenerfassung, Vor-Analyse und Datenüberprüfung eingesetzt. Die Daten werden dann beispiellos einfach zur OMA Software Typ 7760 übertragen um die Modalparameter zu bestimmen und das Ergebnis in animierter Form zu präsentieren. Zusammen bilden sie ein integriertes, einfach zu bedienendes Modal-Test und Analyse-System.

Betriebs-Modalanalye-Systeme von Brüel & Kjaer sind skalierbar und sowohl Hard-, als auch Software sind einfach erweiterbar.

	Modal Test Consultant Typ 7753 wird zur Erstellung der Geometrie eingesetzt, zur Geometrie orientierten Datenerfassung, zur Vor-Analyse und zum Datentransfer zur Operational Modal Analysis Typ7760 zwecks weiterer Analysen
	Die “peak-picking” Methode, die in den FDD, EFDD und CFDD Techniken verwendet wird, erlaubt die Identifikation von Moden durch die sogenannte “snap-to-peak“ Einrichtung. Die identifizierten Moden können ausgewählt und sofort animiert werden. Eine automatischen Auswahl der Moden steht ebenfalls zur Verfügung
	Bei der EFDD und CFDD Technik werden deterministisch Signale (harmonische Komponenten) automatisch erkannt und ihr Einfluss eliminiert
	Für die SSI Techniken wird ein kristallklares Stabilitäts-Diagramm verwendet, um zwischen stabilen, instabilen und auf Rauschen basierenden Moden zu unterscheiden. Sowohl für die optimale manuelle Auswahl und Anordnung der Moden, als auch für eine automatische Auswahl stehen entsprechende Werkzeuge zur Verfügung
	Es steht eine Vielzahl von Validierungs-Werkzeugen zur Verfügung, wie zum Beispiel Überlagerung, Differenz oder Animationen Seite an Seite. Sogenannte MAC Diagramme und Tabellen ermöglichen den Vergleich von Moden aus unterschiedlichen Projekten und unterschiedlicher Analysetechniken