RingdownVerfahren

Ringdown-Verfahren ist ein zerstörungsfreies Prüfverfahren zur Bestimmung von Dämpfungseigenschaften und Eigenfrequenzen von Bauteilen und Strukturen durch Auswertung der transitiven Reaktion nach einer kurzen Anregung.

Prinzipiell wird eine Impuls- oder Stoßanregung verwendet, um die Struktur in Schwingung zu versetzen. Beschleunigungs-, Weg- oder Winkelsensoren erfassen die abgeklingte Schwingantwort. Die Früh- oder Spätzeitanteile der Signale enthalten bevorzugt Moden mit charakteristischen Frequenzen und Dämpfungen. Durch Anpassung oder Modellierung der abklingenden Signale lassen sich die natürliche Frequenz und das Dämpfungsverhältnis der relevanten Moden bestimmen.

Zur Auswertung kommen verschiedene Methoden zum Einsatz, darunter die logarithmische Dekrement-Methode zur direkten Dämpfungsschätzung, curve fitting eines exponenziellen Abklingmoduls, sowie fortgeschrittene Verfahren wie Prony-Analysen oder ERA (Eigensystem Realization Algorithm). Zusätzlich können zeitsegmentseitige Analysen oder die Hilbert-Transformation helfen, instantaneous Frequencies und Dämpfungen zu extrahieren.

Anwendungen finden sich in der Struktur- und Materialprüfung: Maschinenbau, Luft- und Raumfahrt, Brücken- und Bauwerksüberwachung sowie Qualitätskontrolle von Bauteilen. Das Verfahren erlaubt eine schnelle, berührungsarme Charakterisierung der dynamischen Eigenschaften, erfordert jedoch eine geeignete Rand- und Anregungsbedingung sowie eine ausreichende Signalqualität.

Vorteile sind die Nichtzerstörung und direkte Bezugnahme auf reale Betriebsbedingungen, während Herausforderungen Rauschen, Mehrmodenüberlagerungen und adäquate Kopplung von Randbedingungen sind. Typische Ausrüstung umfasst Stoßhammer oder Shaker, Beschleunigungssensoren, ein Datenerfassungssystem und Auswertungssoftware.