Optimale Positionierung und Integration Akustischer Schwarzer Löcher in vorbereitete Strukturen
im frühen Produktionsentwicklungsprozess


Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Sabine C. Langer

Institut für Konstruktionstechnik
Technische Universität Braunschweig
Langer Kamp 8
38106 Braunschweig
Tel.: +49 531 391-7101
Fax: +49 531 391-4572
E-Mail: s.langer@tu-braunschweig.de


Projektbearbeiter: Matthias Dorn, M.Sc.

Institut für Konstruktionstechnik
Technische Universität Braunschweig
Langer Kamp 8
38106 Braunschweig
Tel.: +49 531 391-7105
Fax: +49 531 391-4572
E-Mail: matdorn@tu-braunschweig.de



Produktentwicklungsprozess
Produktentwicklungsprozess,
entnommen und kombiniert aus [Vie15] & [PBSJ13]
Quelle: Institut für Konstruktionstechnik, Technische Universität Braunschweig

Motivation

  • Leichtbau-Plattenkonstruktionen sind exzellente Schallquellen
  • Akustische Planung in der Entwicklung:
    • Selten in der frühen Phase
    • In der späten Phase nur wenige konstruktive Maßnahmen möglich
    • Notlösung: übermäßiger und teurer Einsatz von Dämpfungsfolie
  • Akustische Schwarze Löcher (ASL):
    • Hohes Potenzial als effektive passive Dämpfungsmaßnahme
    • Reduzieren Masse, können früh berücksichtigt werden
      → Kostenreduzierung


Wissenschaftliche Ziele

Funktionsprinzip eines Akustischen Schwarzen Lochs, kombiniert mit Dämpfungsfolie
Funktionsprinzip eines Akustischen Schwarzen Lochs,
kombiniert mit Dämpfungsfolie
c: Ausbreitungsgeschwindigkeit,
A: Amplitude;
Entnommen aus [Ble14]
Quelle: Institut für Konstruktionstechnik, Technische Universität Braunschweig

  • ASL-Potenzial durch strukturelle Integration in frühen Entwicklungsphasen ausnutzen
  • Entwickeln von Modellen und Methoden für ASL-
    • Formgebung
    • Positionierung
    • Integration
  • Verbindung der einzelnen Methoden zu Gesamtmethode zur Berücksichtigung von ASL in frühen Produktentwicklungsphasen


Arbeitsprogramm

Vorgehensweise bei der Entwicklung der optimierenden Methoden
Vorgehensweise bei der Entwicklung der optimierenden Methoden
Quelle: Institut für Konstruktionstechnik, Technische Universität Braunschweig

  • Dämpfungsmodellierung von ASL + eingezwängter Dämpfungsbelag
    • FEM / BEM Simulation mit hausinternem Solver elPaSo
  • Methodenentwicklung:
    • Optimierung der ASL-Form und ASL-Positionierung
    • Verbesserung der Integration von ASL in Gesamtstruktur
      Ziel: Optimale Wellenleitung in Umgebung des ASL
    • Verbindung der Integrations- mit Form-/Positionierungsmethode
  • Experimentelle Validierung


Beispiel eines Aluminiumbalkens mit eindimensionalem ASL; im Bereich des ASL ist Dämpfungsfolie aufgebracht
Beispiel eines Aluminiumbalkens mit eindimensionalem ASL;
im Bereich des ASL ist Dämpfungsfolie aufgebracht
Quelle: Institut für Konstruktionstechnik,
Technische Universität Braunschweig