Robust Design of Nonlinear Absorbers for Large-Scale Dynamic Systems


Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Jörg Wallaschek
Institut für Dynamik und Schwingungen
Leibniz Universität Hannover
Appelstraße 11
30167 Hannover
Tel.: +49 511 762-4161
Fax: +49 511 762-4164
E-Mail: wallaschek@ids.uni-hannover.de

Projektbearbeiter: Martin Jahn, M.Sc.
Institut für Dynamik und Schwingungen
Leibniz Universität Hannover
Appelstraße 11
30167 Hannover
Tel.: +49 511 762-3870
E-Mail: jahn@ids.uni-hannover.de

Projektleiter: Dr.-Ing. Lars Panning-von Scheidt
Institut für Dynamik und Schwingungen
Leibniz Universität Hannover
Appelstraße 11
30167 Hannover
Tel.: +49 511 762-4161
Fax: +49 511 762-4164
E-Mail: panning@ids.uni-hannover.de




Motivation

  • große Bandbreite physikalischer Dissipationseffekte
    (Reibung, Stöße, Partikeldämpfung, Piezodämpfung, Wirbelstromdämpfung u.v.m.)
  • häufig nichtlineare Zusammenhänge
    (Dämpfung abhängig von Verformung, Geschwindigkeit, Systemparametern, ...)
  • vielfältige Phänomene der nichtlinearen Dynamik
    (periodische, quasiperiodische, chaotische Lösungen, Verzweigungen, hohe Sensitivität der Gesamtdynamik bzgl. der Eingangsparameter, ...)
  • Auslegung und Robustheit lokaler nichtlinearer Dämpfer für große Strukturen derzeit noch nicht zufriedenstellend, insbesondere bei variablen bzw. unsicheren Parametern (Anregung, Materialdaten, ...)

Physikalische Prinzipien zur Dämpfungserhöhung am Beispiel von Turbomaschinenbeschaufelungen:
Reibung, Wirbelstromdämpfung, Piezodämpfung, Partikeldämpfung
Quelle: Institut für Dynamik und Schwingungen, Leibniz Universität Hannover


Wissenschaftliche Ziele

  • Schaffung einer möglichst einfachen Modellebene für einen breiten Anwendungsbereich nichtlinearer Dämpfungsmechanismen (i.S. des SPP)
  • Entwicklung geeigneter Reduktionsmethoden für das Einbringen lokaler Nichtlinearitäten
  • Optimierung lokaler Dämpfer (Eigenschaften, Position, Anzahl, Breitbandigkeit, ...)
  • Stabilitäts- und Robustheitsanalyse gegenüber geänderten Parametern (u.a. Erregung, ...)
  • experimentelle Validierung

Lokale nichtlineare Energiesenken (NES) appliziert auf reduziertem Strukturmechanik-Modell (ROM) großer Strukturen: numerischer und experimenteller Ansatz
Quelle: Institut für Dynamik und Schwingungen, Leibniz Universität Hannover


Arbeitsprogramm

  • WP (1): Entwicklung geeigneter Reduktionstechniken, insbes. für die Anwendung bei lokalen Nichtlinearitäten
  • WP (2): Methodenentwicklung: Lösungsstrategien (MHBM, AFT), Bifurkationsanalyse, Pfadverfolgung für Verzweigungspunkte, Sensitivitätsanalyse, ...
  • WP (3): Berechnung der Gesamtdynamik mit nichtlinearen Dämpfern
    (Definition Zielfunktion: Amplitudenreduktion, Breitbandigkeit, Dämpfungsmaximierung, ...)
  • WP (4): Robustheitsanalyse
  • WP (5): Beispielhafte Anwendung der Methodik auf große Strukturen
    (Zusammenarbeit mit anderen Teilprojekten durch Modellabgleich sehr wünschenswert!)
  • WP (6): Experimentelle Untersuchungen
  • WP (7): Dokumentation


Quelle: Institut für Dynamik und Schwingungen, Leibniz Universität Hannover