Schall- und Schwingungsmessungen

SAM Labore und Messungen

Am Fachgebiet SAM der TU Darmstadt werden die gängigen Verfahren der experimentellen Maschinenakustik genutzt. Dazu zählen Schalldruckaufnahmen mit Mikrofonen ebenso wie die Erfassung von Körperschall mit Beschleunigungssensoren oder Laservibrometer. Die Erfassung der unterschiedlichen Signale kann zur Erstellung von Lärmkarten, für Schallleistungsbestimmungen, zur Zustandsüberwachung oder zur Messung der STI in Bauteilen verwendet werden. Als Anregungsquellen stehen diverse Lautsprecher, elektrodynamische Shaker unterschiedlicher Leistungsklassen sowie Impulshammer verschiedener Größen zur Verfügung. Bei der Untersuchung aktiver Systeme greifen wir auf Hardware-in-the-Loop-Systeme zurück. Unsere neuen Akustiklabore bieten eine ideale Umgebung für Messungen aller Art.

Im Folgenden finden Sie einen Überblick über die am SAM typischerweise angebotenen Messungen. Sollten Sie in den aufgeführten Leistungen nicht das passende finden, sprechen Sie uns gerne an.

  • Schalltoter Raum
  • Halbschalltoter Raum
  • Hallraum
  • Fensterprüfstand Für Schalltransmission
  • Getriebeprüfstand
  • Teststrecke August-Euler-Flugplatz
  • Akustiklabore
Im halbschalltoten Raum wird ein Auto mit einer akustischen Kamera untersucht
Im halbschalltoten Raum wird ein Auto mit einer akustischen Kamera untersucht

Messgröße

  • Geräuschpegel (Schallintensität, Schalldruck)
  • Vibration (Beschleunigung, Geschwindigkeit, Auslenkung)
  • Frequenzspektrum

Messobjekt

  • Fahrzeuge (Innenraum, Motorraum)
  • Fahrzeugkomponenten (Motor, Getriebe, Auspuff)
  • Fahrzeugsitze und Lenksystem

Tools und Sensorik

  • Schallpegelmesser und Mikrofone
  • Beschleunigungssensoren
  • Datenlogger und DAQ-Systeme

Verwendete Normen

Weitere Informationen

  • Transferpfadanalyse (TPA): Analysiert die Übertragungswege, über die Schwingung und Geräusche von der Quelle in den Fahrzeuginnenraum gelangen, und ermöglicht so eine gezielte Identifikation und Reduktion relevanter Lärm- und Vibrationsquellen.
  • Pass-by Messung: Normgerechte Messung des Außengeräuschs eines vorbeifahrenden Fahrzeugs (z. B. nach ISO 362) zur Überprüfung der Einhaltung gesetzlicher Grenzwerte und zur akustischen Bewertung des Fahrzeugs.

Projektbeispiel

Messung von Vibrationen auf einem Fahrzeugprüfstand, um Passagierkomfort zu optimieren:

  • Beschleunigungssensoren am Sitz und Lenkrad erfassen Vibrationen
  • Identifkation störender Resonanzen durch Analyse im Frequenzbereich
  • Reduzierung der NVH-Belastung durch Optimierung von Federung und Dämmmaterial
Schwingungsanalyse eines Gehäuses mit 3D-Laser-Vibrometer
Schwingungsanalyse eines Gehäuses mit 3D-Laser-Vibrometer

Messgröße

  • Beschleunigung, Geschwindikeit oder Auslenkung

Messobjekt

  • Gesamtes Fahrzeug, Baugruppen, oder Maschinen im Betrieb

Tools und Sensorik

  • Beschleunigungssensoren oder Laservibrometer
  • Mehrkanal-Messsystem mit FFT-Analyse
  • Drehzahlsensor (Laser Tacho Probe) oder Encoder zur Ordnungsanalyse und Order Tracking

Verwendete Normen

-

Weitere Informationen

  • Messungen unter realen Betriebsbedingungen
  • Ausreichende Messpunkte an relevanten Strukturbereichen
  • Synchronisation von Schwingungs- und Betriebsparametern

Projektbeispiel

Untersuchung der Karosserieschwingungen bei verschiedenen Fahrzuständen, um störende Resonanzen im Innenraum zu identifizieren und Maßnahmen abzuleiten.

Für die Modalanalyse wird die Autokarosserie in einer definierten Lagerung untersucht
Für die Modalanalyse wird die Autokarosserie in einer definierten Lagerung untersucht

Messgröße

  • Beschleunigung, Geschwindigkeit oder Auslenkung

Messobjekt

  • Fahrzeugkarosserien, Fahrwerksteile, Flugzeuge oder Baugruppen

Tools und Sensorik

  • Beschleunigungssensoren, Laser-Vibrometer
  • Impulshammer oder elektrodynamischer Shaker als Anregungsquelle
  • Mehrkanal-Messsystem & Modalanalyse-Software

Verwendete Normen

-

Weitere Informationen

  • Ermittlung von Eigenfrequenzen, Eigenschwingformen und Dämpfung
  • Vermeidung oder Optimierung von Resonanzen
  • Strukturelle Randbedingungen frei oder definiert lagern

Projektbeispiel

Analyse der Eigenfrequenzen einer Fahrzeugtür zur Optimierung der Akustik – Anregung mit Impulshammer, Messung der Beschleunigungen, Identifikation der Moden zur gezielten Dämpfung von Resonanzbereichen.

Mit einer Frequenz von bis zu 2000 Hertz lassen sich Werkstoffe und Bauteile mit dem neuen Hochfrequenzprüfstand des Fraunhofer LBF untersuchen.
Mit einer Frequenz von bis zu 2000 Hertz lassen sich Werkstoffe und Bauteile mit dem neuen Hochfrequenzprüfstand des Fraunhofer LBF untersuchen.

Messgröße

  • Dynamische Transfersteifigkeit
  • Körperschallübertragung, ggf. Durchgangsdämpfung

Messobjekt

  • Elastische Lager und Dämpfungselemente
  • Motorlager, Silentblöcke, Gummielemente, Isolatoren, Schellen

Tools und Sensorik

  • Elektrodynamischer Shaker als Anregungsquelle
  • Kraftaufnehmer
  • Beschleunigungssensoren
  • Mehrkanal-Messsystem

Verwendete Normen

Weitere Informationen

  • Essentiell für die Auslegung von Motor-, Getriebe- und Fahrwerklagern
  • Unterscheidung zwischen statischer und dynamischer Steifigkeit
  • Der Probenraum hat die Abmessungen 550 x 300 x 300 Millimeter.

Projektbeispiel

Untersuchung verschiedener Motorlager, um deren Übertragungseigenschaften im Frequenzbereich zu bestimmen und die NVH-Performance im Fahrzeug zu optimieren.

Schallintensitätsmessung an einem Kompressor
Schallintensitätsmessung an einem Kompressor

Messgröße

  • Schallleistung: abgestrahlte Leistung einer Quelle
  • Schallintensität: Energiefluss pro Fläche

Messobjekt

  • Fahrzeugaggregate (Motor, Lüfter, Getriebe)
  • Pumpen, Kompressoren, Generatoren
  • Elektro-/Hybridkomponenten: Inventer und Kühlsysteme

Tools und Sensorik

  • Schallintensitätssonde
  • Kalibriergerät für Intensitätsmessungen
  • Mikrofonarray für Schalldruckmethode
  • FFT-Analysator und Mehrkanal-Messsystem

Verwendete Normen

Weitere Informationen

  • Definierte Messfläche über der Hüllfläche mittels HoloLens 2
  • Schallleistung wird nach der Intensität- oder Schalldruckmethode gemessen
  • Nutzung der Bezugschallquelle Typ 4204 für Raumrückwirkungskorrektur

Projektbeispiel

Bestimmung der Schallleistung einer Wärmepumpe mit Intensitätssonde, um die Einhaltung gesetzlicher Geräuschgrenzwerte sicherzustellen.

Hallraum mit Prüfoffnungen und Messaufbau
Hallraum mit Prüfoffnungen und Messaufbau

Messgröße

  • Schalldruck im Senderraum
  • Schallintensität im Empfangsraum
  • Schalldämmaß

Messobjekt

  • Türen, Dächer, Trennwände und Scheiben
  • Akustische Paneele, Isolationsmaterialien

Tools und Sensorik

  • Intensitätssonde mit Kalibriergerät
  • Omnidirektionale Schallquelle
  • Rauschgenerator
  • Mikrofonen im Hallraum

Verwendete Normen

Weitere Informationen

  • Gleichmäßige Schallanregung im Senderaum
  • Messungen von Schallintensität über Prüffläche im Empfangsraum

Projektbeispiel

Vergleichsmessung verschiedener Akustikpaneele, um deren Schalldämmleistung zu bewerten. Mehrere Paneeltypen werden nacheinander in die Prüföffnung eingebaut und unter identischen Bedingungen vermessen. Die Ergebnisse dienen zur Auswahl des effizientesten Materials für den Fahrzeuginnenraum.

Messung des Autoinnenraumes mittels einer 3D-akustischen Kamera
Messung des Autoinnenraumes mittels einer 3D-akustischen Kamera

Messgröße

  • Schalldruck sowie Richtcharakteristik der Schallabstrahlung
  • Analyse im Zeit- und Frequenzbereich

Messobjekt

  • Maschinen, Geräte, Komponenten (z.b. Motoren, Ventilatoren, Fahrzeugteile)
  • Bewegte oder instationäre Schallquellen wie Windkraftanlagen

Tools und Sensorik

  • 2D und 3D Mikrofonarrays
  • Beamforming-Technologie
  • Sensoren für Nahfeldanalyse
  • Echtzeit-Visualisierung

Verwendete Normen

-

Weitere Informationen

  • Präzise Ortung von Geräuschquellen an Fahrzeugkomponenten
  • Kombination aus Mikrofonarrays und Kamerabildern um die Schallabstrahlung sichtbar zu machen
  • Grundlage für gezielte Maßnahmen zur NVH-Optimierung
  • Effiziente Analyse zur Verbesserung von Komfort und Fahrgeräuschen
  • Video über die 3D-Schalllokalisation mit dem Kugelarray

Projektbeispiel

In einem Labor wird eine akustische Kamera mit 48-Mikrofon-Ring Array verwendet, um Geräuschquellen eines Fahrzeugmotors im ruhenden Zustand zu identifizieren. Die Beamforming-Technologie liefert Live-Schallkarten bei Frequenzen ab 200 Hz.

Messung des Absoptionsgrads an einem Schaumstoff mittels Impedanzrohr
Messung des Absoptionsgrads an einem Schaumstoff mittels Impedanzrohr

Messgröße

  • Schallabsorptionsgrad
  • Oberflächenimpedanz / Reflexionsfaktor
  • Transmissionskoeffizient

Messobjekt

  • Akustische Materialien (Schaumstoffe, Vliese, Paneele)

Tools und Sensorik

  • Impedanzrohr mit Lautsprecher und Mikrofonen (für ISO 10534-2)
  • Hallraum mit Mikrofonen (Für ISO 354 – Nachhallmethode)
  • FFT-Analysator und Kalibriertechnik

Verwendete Normen

Weitere Informationen

  • Im Impedanzrohr: Lautsprecher erzeugt eine ebene Welle, die auf die Probe trifft. Ein Teil der Welle wird reflektiert, ein Teil absorbiert. Mit Zwei-Mikrofon-Methode misst man den Schalldruck an definierten Positionen und daraus wird den Absorptionsgrad berechnet.
  • Es können Proben mit rundem Querschnitt und Durchmessern von 60mm und 90mm gemessen werden.
  • Im Hallraum: Die Schallabsoption großer Proben nach ISO 354 unter diffusen Schallfeldbedingungen und basierend auf der Nachhallzeit wird gemessen.

Projektbeispiel

Untersuchung verschiedener Dämmmaterialien für Fahrzeugtüren im Impedanzrohr, um deren Absorptionsgrad im relevanten Frequenzbereich (200-2000 Hz) zu vergleichen.

Wir führen die Messungen in unserem Labor, auf dem Prüfstand oder auf Straßen und Teststrecken in Deutschland und Europa durch.

Kontakt

  Name Kontakt
Ali Movahed M.Sc.
Laboringenieur
+49 6151 16-23653
L1|01 262