Partikel Dämpfer – Schwingungsbeeinflussung durch verteilte Dissipation über komplexe Partikelformen


Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Prof. E.h. Peter Eberhard

Institut für Technische und Numerische Mechanik
Universität Stuttgart
Pfaffenwaldring 9
70569 Stuttgart
Tel.: +49 711 685-66388
Fax: +49 711 685-66400
E-Mail: peter.eberhard@itm.uni-stuttgart.de


Projektbearbeiter: Chandramouli Gnanasambandham, M.Sc.

Institut für Technische und Numerische Mechanik
Universität Stuttgart
Pfaffenwaldring 9
70569 Stuttgart
Tel.: +49 711 685-66266
E-Mail: chandramouli.gnanasambandham@itm.uni-stuttgart.de



Partikel Dämpfer können zur Reduktion der von Werkzeugmaschinen erregten Schwingungen eingesetzt werden [heckel2012]
Quelle: de.Wikipedia.org
Ein Hammer Rückschlagfreier Kunststoffhammer mit Pendelgewicht im Kopf, US3343576
Quelle: de.Wikipedia.org
Ein Tennisschläger Tennisschläger mit Partikel im Schlägerrahmen, weitere Infos: www.prokennex.com
Quelle: de.Wikipedia.org
Ein Skifahrer Partikel Dämpfer an kritischen Stellen im Ski dämpfen störende Vibrationen, die durch die wechselnde Geländeform auftreten, weitere Infos: www.floskis.com
Quelle: de.Wikipedia.org

Motivation

  • konventionelle Dämpfer:
    • nur in engen Frequenzbändern anwendbar
    • temperaturabhängiges Verhalten
  • Partikel Dämpfer (PD):
    • gute Dämpfungseffekte bei kleinerer Masse
    • hochgradig nichtlineares Verhalten
    • schwer auszulegen ohne Simulation
    • komplexe Partikelformen → höhere Dämpfungseffekte?


Wissenschaftliche Ziele

  • Berücksichtigung komplexer Partikelformen und deren schwingungstechnischer Wirkung
  • Untersuchung des Einflusses von zugefügten Flüssigkeiten
  • systematische Untersuchung von Energiedissipation, z.B. durch Reibung, Wärme, Geräusche
  • Integration der PD-Modelle in das Gesamtmodell einer Maschine und deren Modellreduktion
  • Entwicklung von Methoden zur Vorhersage der Schädigung von PD
  • multikriterielle Optimierung der PD-Parameter bezüglich der gewünschten Eigenschaften (Calm, Smooth, and Smart)


Arbeitsprogramm

  • Modellierung komplexer Partikelformen
    • Beschreibung der Geometrie durch STereoLithography(STL)
    • mathematische Beschreibung der Gleitreibung zwischen Partikeln
  • Validierung von Modellen durch Experimente
    • 3D gedruckte Partikeln
    • Untersuchung des Einflusses verschiedener Partikelgrößen und Materialeigenschaften
    • Frequenzgangmessung mit Laser-Doppler-Vibrometern(LDV)
  • Modellierung von Flüssigkeiten im PD
    • Validierung der Kopplung zwischen Flüssigkeit und Festköperteilchen
    • Untersuchung des Einflusses des Füllungsgrades
  • erste Schritte in Richtung optimaler Partikel Dämpfer


Quelle: Institut für Technische und Numerische Mechanik, Universität Stuttgart
Quelle: Institut für Technische und Numerische Mechanik, Universität Stuttgart