Vibrationslasten

Vibrationslasten bezeichnen dynamische, zeitlich variierende Kräfte, die auf Bauteile, Bauwerke oder Anlagen wirken. Sie entstehen vor allem durch schwingende oder rotierende Systeme wie Motoren, Turbinen, Pumpen oder Getriebe sowie durch Impulse oder äußere Einflüsse wie Straßen-, Bahn- oder Luftverkehr. Im Unterschied zu statischen Lasten ändern sich Größe und Richtung der Kräfte ständig, wodurch Bauteile wechselnden Beanspruchungen ausgesetzt sind. Typische Kennwerte sind die Amplitude, der Frequenzinhalt, die Richtung und die Dauer der Belastung.

Zur Erfassung von Vibrationslasten werden Sensoren wie Beschleunigungsmesser an relevanten Stellen installiert. Gemessen werden Beschleunigung, Geschwindigkeit und Verschiebung; oft werden RMS-Werte oder das Leistungsdichtespektrum PSD verwendet. Die Analyse erfolgt in Zeit- oder Frequenzdomäne; gängige Verfahren umfassen Fourier-Transformation, Spektralanalyse und Modalanalysen, um Resonanzen, dynamische Verstärkungen und kritische Frequenzen zu identifizieren.

Vibrationslasten können Fatigue- und Ermüdungsschäden, erhöhten Verschleiß, Materialversagen sowie erhöhte Geräuschentwicklung bewirken. Daher sind sie in der Auslegung von Maschinenfundamenten, Tragstrukturen, Rohrleitungen und Befestigungen zu berücksichtigen. Typische Gegenmaßnahmen umfassen eine Anpassung von Steifigkeit und Dämpfung, den Einsatz von Dämpfern oder Entkopplung, sowie die Vermeidung von Resonanzen durch Änderung von Geometrie oder Aufbau.

Die Bewertung erfolgt durch dynamische Analysen, Belastungsfälle und Lebensdauerberechnungen. Dazu gehören Modalanalysen sowie Fatigue-Berechnungen nach geeigneten SN-Kurven. Internationale Normen und Richtlinien geben Referenzwerte für Messungen, Grenzwerte und Prüfverfahren vor und unterstützen die Vergleichbarkeit von Messergebnissen. In der Praxis werden Messung, Simulation und konkrete Gegenmaßnahmen kombiniert, um Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit zu gewährleisten.