Vibromechanik

Vibromechanik ist ein Fachgebiet der Mechanik und des Maschinenbaus, das sich mit Schwingungen in mechanischen Systemen befasst. Ziel ist das Verständnis, die Vorhersage und die Kontrolle von Vibrationen, um Lebensdauer, Leistung, Sicherheit und Komfort zu erhöhen. Typische Fragestellungen umfassen die Bestimmung natürlicher Frequenzen und Moden, Kopplungen zwischen Strukturen, die Wirkung äußerer Anregungen sowie die Rolle von Dämpfung und Nichtlinearitäten. Theoretisch beruhen die Modelle auf dynamischen Gleichungen, oft in Mehrgradigen Systemen, die mittels Lagrange- oder Newtonschen Formulierungen, mit Dämpfung und Kopplungen beschrieben werden.

Zu den zentralen Methoden gehören analytische Ansätze für einfache Modelle, numerische Verfahren wie die Finite-Elemente-Methode, sowie experimentelle Modalanalyse und vibroakustische Analysen. Mess- und Erfassungsmethoden verwenden Beschleunigungssensoren, Laser-Doppler-Vibrometrie und andere Messtechnik, um Frequenzen, Modenformen und Dämpfungsverhältnisse zu bestimmen. Anwendungen finden sich in der Konstruktion und Optimierung von Maschinen, Fahrzeugen, Gebäuden und der Luft- und Raumfahrt, wo Resonanzen vermieden, Schwingungs- und Geräuschbelastungen reduziert sowie Schwingungsisolierung und Dämpfungssysteme umgesetzt werden. Zustandsüberwachung und vorbeugende Instandhaltung gehören ebenfalls zu den praktischen Bereichen.

In der Forschung steht Vibromechanik in enger Verbindung mit Vibroakustik, Schwingungssteuerung, Werkstoffkunde und Regelungstechnik. Historisch entwickelte sich das Feld aus der Maschinendynamik und der Schwingungslehre des 20. Jahrhunderts und hat seither stetig an Bedeutung gewonnen.