Leichtbaustrukturen mit adaptivem dynamischem Verhalten durch minimale Formänderung


Projektleiter: Dr.-Ing. Pawel Kostka

Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik
Technische Universität Dresden
Holbeinstraße 3
01307 Dresden
Tel. +49 351 463-42572
Fax +49 351 463-38143
E-mail: pawel.kostka@tu-dresden.de


Projektbearbeiter: Dipl.-Ing. Tom Ehrig `

Tel.: +49 351 463-38568
E-mail: tom.ehrig@tu-dresden.de


Projektbearbeiter: Dipl.-Ing. Klaudiusz Holeczek

Tel.: +49 351 463-38051
E-mail: klaudiusz.holeczek@tu-dresden.de



Motivation

  • Festigkeit, Steifigkeit und Dämpfung sind gekoppelte Entwurfsvariablen von Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV)
  • Sowohl passive als auch aktive Dämpfungsmaßnahmen verschlechtern den Leichtbaugrad
  • Minimale Formänderung in Verbindung mit Compressible Constrained Layer Damping (MF-CCLD) kann die Basis für eine nahezu
    gewichtsneutrale, adaptive Beeinflussung des Schwingungsverhaltens bilden

Eine Dämpfende Fahrzeugstirnwand
Dämpfende Fahrzeugstirnwand
Quelle: Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik, Technische Universität Dresden
Schallschutzkapsel
Quelle: Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik, Technische Universität Dresden
Diskrete Schwingungsisolatoren
Quelle: Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik, Technische Universität Dresden

Wissenschaftliche Ziele

  • Abschätzung des Potentials von MF-CCLD
    • zur Beeinflussung der Schwingungen und Schallabstrahlung von Leichtbaustrukturen aus FKV als flächig integrierte Dämpfer
    • zur Schwingungsisolierung von Maschinen als diskrete Dämpfer
  • Erarbeitung geeigneter Modellierungs- und Entwurfsstrategien von Strukturen und Systemen mit dem neuartigen Dämpfungskonzept
  • Erstellung von Konzepten zur anwendungsgerechten MF-CCLD-Aktuation


MF-CCLD: Minimale Formänderung in Verbindung mit Compressible Constrained Layer Damping
Quelle: Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik, Technische Universität Dresden

Arbeitsprogramm

  • Charakterisierung von Werkstoffen mit verdichtungsabhängigen viskoelastischen Eigenschaften
    • Druckabhängigkeit der Dämpfung und Steifigkeit
    • Temperatureinfluss, erreichbare spezifische Dämpfungsleistung
  • Phänomenologische Beschreibung von MF-CCLD
    • Verformungskinematik
    • Aktuationskennfelder
  • Modellierung adaptiv gedämpfter Strukturen sowie Mehrkörper (MK)-Systeme
    • Integration von MF-CCLD-Modellen in Finite-Elemente- und MK-Simulationsumgebungen
    • Untersuchungen zu Anwendungsszenarien und -grenzen von MF-CCLD bei Flächentragwerken und Maschinen
  • Experimentelle Validierung

Rheometrische Werkstoffcharakterisierung
Quelle: Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik, Technische Universität Dresden
Numerische Verformungs-, Beanspruchungs- und Schwingungsanalyse
Quelle: Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik, Technische Universität Dresden
Schwingungs-messung im Fensterprüfstand
Quelle: Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik, Technische Universität Dresden