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APS 113

Kugelgelagerter Langhub-Schwingungserreger

ELECTRO-SEIS® Modalerreger für den Einzel- oder Gruppeneinsatz zur Anregung komplexer Strukturen, bei niedrigen Frequenzen.

 

Verschiedene Betriebsarten mit Reaktionsmassen, Befestigungspunkten oder Montagetischen erweitern die Anwendungsmöglichkeiten.

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APS 113
APS 113
APS 113
APS 113
APS 113

Key Features

Anwendung

 Anwendung
  • Kalibrierung und Prüfung von seismischen Instrumenten
  • Seismische Simulation für Komponenten
  • Bestimmung von Eigenfrequenzen, Eigenformen, Dämpfungsverhältnissen und Spannungsverteilungen

Anwendungsbereich

 Anwendungsbereich
  • Geologische Untersuchungen, Wissenschaft, Physik und seismische Anwendungen
  • Anregung von Fertigungsanlagen im Werk oder vor Ort, um die Einhaltung seismischer
    Spezifikationskriterien nachzuweisen

Eigenschaften

 Eigenschaften
  • Robuste Armatur und lineares Führungssystem
  • Sinuswelle, Sweep-Sinuswelle, zufällige oder Impulskraftwellenformen

Produktdetails

  • Kraft, max.: 133 N (opt. 186 N)
  • Weg: 158 mm (peak-peak)
  • Frequenzbereich: DC…200 Hz
  • Nutzlast, max.: horizontal = 25 kg / vertikal = 8 kg
  • horizontale oder vertikale Anregung
  • Optionales Zubehör:
    • Leistungsverstärker
    • Montagetische − horizontal und vertikal
    • Tragegriffe
    • Zusatzmassen
    • Befestigungsoptionen zur Modalanalyse
    • Stahlkabel-Set zur hängenden Nutzung
    • Überlastungsschutz

Detailierte Angaben siehe aktuelles Datenblatt. Änderungen vorbehalten.

 

Betriebsarten

Free Body Mode

Hauptmerkmale
  • Für Prüfobjekte in großer Höhe geeignet
  • Angeregtes Erregergehäuse überträgt Reaktionskraft in die Prüfstruktur
  • Messung der eingeleiteten Kraft durch einen Kraftaufnehmer oder anhand der Beschleunigung des Erregergehäuses

Bei vielen Prüfstrukturen liegen die gewünschten Kraftübertragungspunkte in einer beträchtlichen Höhe über dem Boden. Bei Prüfungen an derartigen Objekten können Stützstrukturen des Fixed Bode Mode nicht ohne Weiteres verwendet werden, außerdem ist dies mit hohen Kosten verbunden. In diesen Anwendungsfällen kann der Free Body Mode genutzt werden. In dieser Betriebsart dient das Erregergehäuse als Reaktionsmasse, indem der Erreger oben aufgehängt wird. Außer mit einem Kraftaufnehmer kann die eingeleitete Kraft sehr einfach anhand der Axialbeschleunigung des Erregergehäuses ermittelt werden. Dies ermöglicht eine Vereinfachung der Instrumentierung des Prüfsystems, denn die mit einem Beschleunigungsaufnehmer gemessene Beschleunigung korreliert mit der Strukturantwort.

Fixed Body Mode

Hauptmerkmale
  • (Erzeugte) Erregerkraft wirkt direkt auf die Struktur ein
  • Geringer Einfluss auf die Struktur aufgrund der geringen Armaturmass
  • Messung der übertragenen Kraft durch Kraftaufnehmer oder über Erregerstrom

Im Fixed Body Mode ist der Erregerkörper fixiert, und die Armatur an der Prüfstruktur befestigt.
Damit wirkt die Kraft des Erregers direkt auf die Prüfstruktur ein. In dieser Betriebsart kann die auf die Prüfstruktur einwirkende Kraft gemessen werden, indem ein Kraftaufnehmer in die Schubstange zwischen Armatur und Prüfstruktur montiert wird. Alternativ kann der Erregerstrom als direktes Maß für die erzeugte Kraft genutzt werden. Die erzeugte Kraft entspricht etwa der auf eine resonante Prüfstruktur übertragenen Kraft, da die Armaturmasse im Vergleich zur modalen Masse der meisten großen Prüfstrukturen normalerweise gering ist.

Shaker Table Mode

Hauptmerkmale
  • Tische mit langem Horizontal- und Vertikalhub
  • Robuste Geräteausführung für den Einsatz unter rauen Bedingungen
  • Hohe Nutzlast – max. 20 kg

Horizontale und vertikale Schwingtische nutzen die hohe Belastbarkeit der Armaturführung und der Aufhängungssysteme des APS 113, um einen langen Hub zur Erregung von Prüflasten zu erzeugen. Jeder Schwingtisch beinhaltet bereits eine bestimmte Anzahl von verschiedenen Gewinden mit Spiraleinsätzen, die zur direkten Befestigung der Prüflast oder einer Halterung dafür am Tisch dienen. Die im Arbeitsfrequenzbereich resonante mechanische Eingangsimpedanz kann stark schwanken. Daher zeigt das Beschleunigungsverhalten des Tisches und Prüfobjektunterteils bei Frequenzänderungen die bekannten Maxima und Minima.
Es empfiehlt sich deshalb, das Strukturverhalten mithilfe von Beschleunigungsaufnehmern zu überwachen.

Reaction Mass Mode

Hauptmerkmale
  • Inertial-Schwingungserreger
  • Vertikaler oder horizontaler Betrieb
  • Leicht zu installierende Reaktionsmasse

Bei vielen großen Prüfstrukturen, die horizontale Oberflächen (wie z.B. Böden) aufweisen, müssen vertikale oder horizontale Kräfte an diese Oberflächen angelegt werden, um resonante Schwingungsmodi zu erzeugen. Die APS-Erreger können im vertikalen oder horizontalen Free Armature Mode verwendet werden, indem das Erregergehäuse auf der horizontalen Oberfläche abgestellt wird. Die bewegliche Armatur dient als Reaktionsmasse, die die Übertragung der Erregerkraft über das Erregergehäuse auf die Oberfläche ermöglicht (Inertial-Erreger). Unterhalb einer bestimmten Übergangsfrequenz begrenzt der Hub des Erregers die Beschleunigung der Armatur und somit die maximale Kraft. Mit zusätzlichen Massen, z. B. APS 0112 oder 4001, kann diese Frequenz abgesenkt werden. Die auf die Struktur wirkende Kraft kann durch einen Kraftaufnehmer oder durch Messen der Beschleunigung der beweglichen Massen ermittelt werden.

Performance

Eine Anwendung des APS 113 ELECTRO-SEIS® Shakers ist die Bestimmung der dynamischen Eigenschaften von mechanischen Strukturen. Bei Resonanz ist eine große Menge an Energie in der Struktur enthalten, und der Shaker muss die daraus resultierende Bewegung auffangen. Er muss jedoch nur die tatsächliche mechanische Leistung liefern, die durch Dämpfungsmechanismen innerhalb der Struktur dissipiert wird.
Wenn ein Antriebspunkt an einer Struktur in Resonanz mit einer Geschwindigkeit von 1.000 mm/s Spitze schwingt und eine Kraft von 133 N Spitze erforderlich ist, um das Schwingungsniveau aufrechtzuerhalten, liefert der Shaker etwa 65 W RMS an die Struktur.
Eine solche Belastung des Shakers wird als angepasste Resonanzlast bezeichnet und ist rein resistiv, da die Kraft in Phase mit der Geschwindigkeit ist. Eine solche Belastung des Schwingungserregers wird als angepasste Resonanzlast bezeichnet und ist rein ohmsch, da die Kraft in Phase mit der Geschwindigkeit ist.
Wenn die Resonanzlast nicht 133 N × 1.000 mm/s beträgt, können nicht die gesamten 65 W mechanische Leistung an die Struktur abgegeben werden, da das System entweder kraft- oder geschwindigkeitsbegrenzt ist. Wenn der resultierende maximale Antwortpegel nicht groß genug ist, hat der Benutzer die Möglichkeit, den Shaker an einen Antriebspunkt mit einer Impedanz zu verschieben, die näher am angepassten Wert liegt, oder weitere Shaker zum Array hinzuzufügen, das die Struktur antreibt.
Innerhalb der Grenzen der maximalen Kraft und Geschwindigkeit ist die tatsächlich an eine Struktur abgegebene Leistung eine Funktion der mechanischen Eingangsimpedanz am Antriebspunkt.
Bei typischen Modaltests variiert diese Eingangsimpedanz stark in ihrer Größe und ihrem Phasenwinkel. Bei unterschiedlichen Frequenzen kann die Eingangsimpedanz des Antriebspunkts überwiegend federartig,
massenartig oder widerstandsartig erscheinen. Da das Ziel der Tests darin besteht, Resonanzmodi zu ermitteln, bei denen die mechanische Eingangsimpedanz aller Antriebspunkte ohmsch ist, ist die maximale Leistungsfähigkeit des Shakers am aussagekräftigsten in Bezug auf die Kraft und Geschwindigkeit angegeben, die beim Antrieb
einer angepassten ohmschen Last erzielt werden können. Daher wird die Leistung in Form von Grafiken dargestellt, die die Hüllkurven der maximalen Kraft und Geschwindigkeit zeigen, die auf eine Resonanzstruktur als Funktionen der Resonanzfrequenz der Struktur ausgeübt werden.
Eine weitere Anwendung ist die Anregung zur Sensorkalibrierung. Die Beschleunigungsleistung des APS 113 ELECTRO-SEIS®-Shakers mit verschiedenen Massenlasten ist in den nebenstehenden Grafiken dargestellt.

Kraftkurve

Details

Geschwindigkeit - Resonanzlast

Details

Beschleunigung mit verschiedenen Nutzlasten

Details
PA 500 DM

PA 500 DM

500 VA Leistungsverstärker

Er bietet einen max. Frequenzbereich DC...200 kHz, geringe harmonische Verzerrung, hohe Betriebszuverlässigkeit auch bei Temperatur- und Netzschwankungen und hilfreiche Schutzfunktionen.

Für alle Schwingungserreger die einen 500 VA Leistungsverstärker (Lastimpedanz 4 Ω) benötigen. 

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APS Auxiliary Table Kits

APS Auxiliary Table Kits

zur Längs- und Queranregung

Horizontaler und vertikaler Testaufbau möglich

geeignet für Modalerreger APS 113, APS 400 & APS 420

 

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APS Reaktionsmassen

APS Reaktionsmassen

steigern Leistungsstärke des Erregers

zur Leistungsverstärkung verschiedener APS Erreger geeignet

für Modalerreger

 

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