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Strukturdynamische Analyse mittels elektromechanischer Schwingungssensoren / Titelei/Inhaltsverzeichnis
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Titelei/Inhaltsverzeichnis
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1–7
1 Motivation und Zielsetzung
1–7
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1.1 Ausgangssituation
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1.2 Zielstellung der Arbeit
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1.3 Aufbau der Arbeit
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1.4 Beiträge der Arbeit
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8–58
2 Theoretische Grundlagen und Forschungsstand
8–58
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2.1 Grundlagen der Strukturdynamik
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2.1.1 Einteilung der Schwingungen
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2.1.2 Grundlagen der Modalanalyse
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2.1.3 Experimentelle Modalanalyse
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2.1.4 Operationale Modalanalyse
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2.1.5 Betriebsschwingformanalyse
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2.1.6 Simulation zur Modalanalyse
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2.1.7 Strukturdynamischer digitaler Zwilling
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2.1.8 Software zur Strukturdynamik
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2.1.9 Realistische Visualisierung in der Strukturdynamik
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2.2 Übersicht über die strukturdynamische Messkette
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2.2.1 Anregungsarten in der Modalanalyse
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2.2.2 Impulsanregung mittels Modalhammer
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2.2.3 Datenerfassung
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2.2.4 Sensorarten zur Schwingungsmessung
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2.2.5 Abfolge von Messungen mit elektromechanischen Sensoren
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2.2.6 Probleme in der Messkette mit elektromechanischen Sensoren
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2.3 Grundlagen der Angereicherten Realität
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2.3.1 Kameramodell
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2.3.2 Grundzüge geometrischer Projektion
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2.3.3 Lochkamera
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2.3.4 Intrinsische Kameraparameter
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2.3.5 Extrinsische Kameraparameter
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2.3.6 Geometrische Transformationen
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2.3.7 Definition des Begriffs AR
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2.3.8 Darstellung
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2.3.9 Bewegungsverfolgung
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2.3.10 Registrierung
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2.3.11 Interaktion
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2.4 Angereicherte Realität im industriellen Umfeld
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2.4.1 Darstellungsmöglichkeiten
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2.4.2 Bewegungsverfolgung in AR-Anwendungen
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2.4.3 AR-Anwendungen in der Strukturdynamik
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59–67
3 Vereinfachung und Beschleunigung der Messkette mit elektromechanischen Sensoren
59–67
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3.1 Forschungslücke
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3.2 Entwicklungsziele
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3.3 Konzept eines intelligenten Modalhammers
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3.4 Gesamtablauf der Messkette
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3.4.1 Konfiguration der Datenerfassung
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3.4.2 Strukturkonfiguration
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3.4.3 Visualisierung, Validierung und Durchführung der Messung
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68–71
4 Sensorgestütztes System zur impulshaften, prellfreien Anregung fester makroskopischer Strukturen
68–71
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4.1 Mehrwert gegenüber dem aktuellen Stand der Technik
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4.2 Instrumentierung und Sensoren
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4.3 Steuerung und Setzen der Geräteeinstellungen
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72–87
5 Komponenten zur Strukturkonfiguration und Echtzeitvisualisierung von Betriebsschwingformen
72–87
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5.1 Stereoskopie-Kameras
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5.1.1 Tiefenkamera zur 3D-Rekonstruktion
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5.1.2 Tiefenkamera zur Bewegungsverfolgung
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5.1.3 Gemeinsame Nutzung zweier Tiefenkameras
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5.2 3D-Rekonstruktion
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5.3 Bewegungsverfolgung der Kamera
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5.4 Optische Erkennung der Schwingungssensorposen
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5.4.1 Funktionsweise der ArUco-Marker
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5.4.2 Bestimmung der intrinsischen Kameraparameter und Verzerrungskoeffizienten
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5.4.3 Berechnung der Posen von ArUco-Markern
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5.4.4 Verbesserte Schätzung von ArUco-Markerposen mit erweitertem Kalmanfilter
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5.5 Interpolation an Punkten der 3D-Rekonstruktion ohne Sensorwerte
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88–94
6 Technische Implementierung der Datenverarbeitung
88–94
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6.1 Datenerfassung
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6.1.1 Mobiler Messkoffer
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6.1.2 Vereinheitlichung der Kommunikation mit DAQ-Geräten
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6.2 Softwarebenutzeroberfläche
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95–122
7 Empirische Validierung
95–122
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7.1 Validierung der Strukturkonfigurationsphase
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7.1.1 Validierung von 3D-Rekonstruktionen
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7.1.2 Validierung von ArUco-Marker-Detektionen
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7.2 Validierung der Visualisierungsphase
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7.2.1 Validierung der Bewegungsverfolgung der Kamera
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7.2.2 Validierung der kabellosen Datenübertragung
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7.2.3 Validierung der Interpolation anhand von Eigenschwingungsformen
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7.3 Validierung von Instrumentierung und Aufschlagkraftsuche des intelligenten Modalhammers
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7.4 Validierung des Gesamtsystems
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7.4.1 Experimentelle Modalanalyse einer Fahrzeugfelge
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7.4.2 Experimentelle Modalanalyse einer Stahlplatte
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123–126
8 Zusammenfassung und Ausblick
123–126
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8.1 Zusammenfassung
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8.2 Ausblick
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8.2.1 Technische Weiterentwicklung
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8.2.2 Schlussbetrachtung
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127–140
9 Literaturverzeichnis
127–140
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Strukturdynamische Analyse mittels elektromechanischer Schwingungssensoren
Titelei/Inhaltsverzeichnis
Autoren
Daniel Herfert
DOI
doi.org/10.51202/9783186353115-I
ISBN print: 978-3-18-335311-8
ISBN online: 978-3-18-635311-5
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