Optimale Positionierung und Integration Akustischer Schwarzer Löcher in vorbereiteten Strukturen im frühen Produktentwicklungsprozess

Prof. Dr.-Ing. Sabine Christine Langer (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
Produktentwicklungsprozess, entnommen und kombiniert aus [Vie15] und [PBSJ13]
Produktentwicklungsprozess, entnommen und kombiniert aus [Vie15] und [PBSJ13]
Foto: Institut für Konstruktionstechnik, Technische Universität Braunschweig

Wissenschaftliche Ziele

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

Arbeitsprogramm

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

Kontakt

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

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

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