Partikel Dämpfer – Schwingungsbeeinflussung durch verteilte Dissipation über komplexe Partikelformen

Prof. Dr.-Ing. Prof. E.h. Peter Eberhard (Stuttgart)

Tennisschläger mit Partikel im Schlägerrahmen, weitere Infos: www.prokennex.com ©
Tennisschläger mit Partikel im Schlägerrahmen
weitere Infos: www.prokennex.com
Partikel Dämpfer können zur Reduktion der von Werkzeugmaschinen erregten Schwingungen eingesetzt werden [heckel2012] ©

Partikel Dämpfer können zur Reduktion der von Werkzeugmaschinen erregten Schwingungen eingesetzt werden
[heckel2012]

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?
Rückschlagfreier Kunststoffhammer mit Pendelgewicht im Kopf, US3343576 ©
Rückschlagfreier Kunststoffhammer mit Pendelgewicht im Kopf, US3343576
Partikel Dämpfer an kritischen Stellen im Ski dämpfen störende Vibrationen, die durch die wechselnde Geländeform auftreten, weitere Infos: www.floskis.com ©
Partikel Dämpfer an kritischen Stellen im Ski dämpfen störende Vibrationen, die durch die wechselnde Geländeform auftreten
weitere Infos: www.floskis.com

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)
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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

Kontakt

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
Email peter.eberhard@itm.uni-stuttgart.de

Chandramouli Gnanasambandham, M.Sc.
Institut für Technische und Numerische Mechanik
Universität Stuttgart
Pfaffenwaldring 9
70569 Stuttgart
Tel. +49 711 685-66266
Email chandramouli.gnanasambandham@itm.uni-stuttgart.de

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