Untersuchung des dynamischen und akustischen Verhaltens von Balken und Schalenstrukturen

 

Research of dynamic and acoustic behaviour of beams and shells

 

Henning Look

05.12.2008

 

Inhaltsverzeichnis

1. Übersicht

2. Einführung

3. Zum Stand Der Technik - State of the Art

4. Zur Theorie

5. Ergebnisse

6. Zusammenfassung

7. Ausblick

8. Quellen

9. Originalarbeit

10. Über den Autor

11. Impressum

 

Übersicht

Durch Schwingungen verursachte Schallabstrahlungen können zum einen als Lärmbelästigung empfunden werden (z.B. dröhnende Bleche, quietschende Bremsen), zum anderen können dauerhafte Schwingungen zum Versagen des Bauteils führen und somit die Betriebsfestigkeit senken.

Somit besteht ein wichtiger Grund für die Analyse und die konstruktionelle Vermeidung von Schwingungen in dem gestiegenen Kundenwunsch nach Komfort, der sich auch durch Lärmreduzierung erzielen lässt.

Die Schwingungsanalyse ist besonders für Bauteile nach dem Leichtbauprinzip wichtig, da leichte und dünne Konstruktionen sehr schwingungsempfindlich sind.

Um entsprechende Schwingungen in Bauteilen zu vermeiden, ist von Anfang bis Ende des Entwicklungsprozesses das dynamische bzw. das akustische Verhalten zu berücksichtigen.

Ziel der Masterarbeit ist es das dynamische und akustische Verhalten auch von komplexen Bauteilen eindeutig durch Simulation und Messung ermitteln zu können.



 

Vibrating components cause sound radiation which can be can be classified as noise annoyance (for example drumming noise of metal plates, squeaking brakes), on the other hand long-term vibrations can result in cracks of components and the fatigue strength will be reduced.

Therefore an important reason for dynamic analysis and for constructional prevention is the increased request of costumer for comfort, which can be satisfied by reduction of acoustic noise.

Especially for lightweight constructions the analysis of the shape forms makes sense, because vibrations is a ain Problem at light and thin structures.

In order to avoid vibrations, the dynamic and acoustic behaviour has to be taken into account from the beginning up to the end of the development process. The aim is to determine the dynamic and acoustic behaviour also of complex components by simulation and measurement correctly.


Einführung

Diese Masterarbeit wurde im Rahmen des Joint-Degree-Master Studienganges der HTWK Leipzig und der University of Paisley durchgeführt. Die Masterarbeit wurde im Rahmen der Zusammenarbeit mit der Firma Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. KG am Standort Hallstadt erstellt.

Die Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. KG kann einen Marktanteil im Bereich der Fensterheber von weltweit 26 Prozent und im Bereich der Türsysteme einen Marktanteil von weltweit 39 Prozent aufweisen. Jedes dritte, weltweit neu produzierte Fahrzeug ist heute mit mindestens einem Brose Er­zeugnis ausgestattet. Bis heute hat die Firma Brose mehr als 800 Mio. Fensterheber-Systeme ausgeliefert und rüstet derzeit rund 200 Fahrzeugmodelle mit ihren Produkten aus.

Um auf der einen Seite das Gewicht von Bauteilen zu reduzieren und auf der anderen Seite den steigenden Komfortansprüchen zu entsprechen, ist für die Konstruktion die Kenntnis über das dynamische und akustische Verhalten notwendig, die durch Simulation und Messung korrekt zu ermitteln sind.

 

Zum Stand Der Technik - State of the art

Inhalte unterliegen dem Sperrvermerk.

 

Zur Theorie

Inhalte unterliegen dem Sperrvermerk.

 

Ergebnisse

Inhalte unterliegen dem Sperrvermerk.


Zusammenfassung

Diese Masterarbeit stellt eine interdisziplinäre Aufgabe zwischen den Bereichen Simulation und Messung dar. Nur durch die Bearbeitung beider Bereiche können Fehlerquellen erkannt und vermieden werden.


Ausblick

Inhalte unterliegen dem Sperrvermerk.

Quellen

Inhalte unterliegen dem Sperrvermerk.

 

Originalarbeit

Download der Originalarbeit leider nicht verfügbar.

 

Über den autor

Über den Autor


Dipl.-Ing. (FH) Henning Look, geboren am 26.10.1981 in Helmstedt.

1987 - 2001 Grundschule, Orientierungsstufe und Gymnasium

2001 - 2002 Zivildienst

2002 - 2006 Maschinenbaustudium Fachrichtung Konstruktion HTWK Leipzig

2006 - 2008 Maschinenbaustudium Fachrichtung Maschinenbauinformatik HTWK Leipzig und

University of West Scotland

Impressum

Autor



Dipl.-Ing. (FH) Henning Look M.Eng.

Mittelstraße 25

D-04416 Markkleeberg

Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

Betreuer (HTWK)



Prof. Dr.-Ing. Carsten Klöhn

Technische Mechanik / Rechneranwendung

FB Maschinen- und Energietechnik / HTWK Leipzig

Koburger Str. 62,

D 04416 Markkleeberg

Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

Betreuer (Paisley)



Jim Thompson BSc (Hons), PhD Lecturer in Mechanical Engineering

Devision of Design & Engineering

University of Paisley

Highstreet

Paisley, PA1 2BE

UK, Scotland

Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

Betreuer ( brose )



Dipl.-Ing. Hardy Herbe

Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. KG

Max-Brose Straße 2

D 96103 Hallstadt

Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

State of the Art - Zum Stand der Technik

Charakterisierung von Hybridstrukturen

Ein Hybrid besteht aus mindestens zwei oder mehreren Komponenten, die durch den gleichzeitigen Einsatz in einem Systemverbund ein neues Eigenschaftsprofil besitzen. Je unterschiedlicher die Werkstoffkategorien ursprünglich sind, desto größer ist das erzielbare Verbesserungspotenzial, wenn dabei jeweils die Vorteile der einen Komponente die Nachteile der anderen ausgleichen können. Ein solches unterschiedliches Portfolio an Eigenschaften zeigen Kunststoffe und Metalle. Zum Beispiel weisen Metalle hohe Festigkeiten und Steifigkeiten auf, hingegen sind Kunststoffe mit hohen Bruchdehnungen gutmütiger für Verformungen. Die Automobilindustrie erkannte das Potential der Werkstoffkombination. Audi führte mit dem Frontend des Audi A6 1998 das erste Großserien-Hybridbauteil ein. Damit konnten Gewichtseinsparungen von 15 % erreicht werden, bei gleichzeitiger Verringerung der Herstellungskosten um 10 % [3].

Das Ziel der Hybridkonstruktion liegt darin, eine kosten- und ressourcensparende Lösung zu entwickeln, die Vorteile kombiniert und Nachteile kompensiert. In Tabelle 2.1 sind die Eigenschaften der beiden Verbundpartner dargestellt.

 

Tab. 2.1: Eigenschaften von Metallen und Kunststoffen [4,5]