Dämpfungsquantifizierung

Vibrationen und Lärm können beträchtlichen körperlichen Schaden beim Menschen hervorrufen. Daher sind WissenschaftlerInnen verschiedener Disziplinen, wie der Materialforschung und den Ingenieurswissenschaften mit der Entwicklung passiver und aktiver Dämpfungsmaßnamen beschäftigt. Die Effektivität solcher Maßnahmen ist jedoch im großen Maße davon abhängig, wie gut die Ausmaße der jeweiligen Dämpfungsphänomene quantifiziert werden können. Daher setzten wir am Lehrstuhl experimentelle als auch numerische Methoden zur systematischen Quantifizierung von Dämpfung ein.

Die am Lehrstuhl vorhandenen Messinstrumente und Software ermöglichen die Durchführung von umfangreichen Experimenten zur Dämpfungsbestimmung. Dabei erlaubt insbesondere das 3D Laser-Scanning-Vibrometer – auch bei leicht gedämpften Materialien – die Ermittlung von relativ genauen Messwerten auch, ohne die Strukturantwort durch das Aufbringen von Sensoren zu verfälschen. Aus den aufgezeichneten Messwerten werden die Dämpfungswerte üblicherweise mittels Modalanalyse und 3dB-Verfahren oder auch Ausschwingversuchen bestimmt. Die experimentell gewonnen Dämpfungswerte können in der Folge für numerische Simulationen verwendet werden.

Dämpfung durch Schallabstrahlung ist ein oftmals vernachlässigter Beitrag zur Gesamtdämpfung von Strukturen. Während die Dämpfung durch Schallabstrahlung bei vielen massiven Strukturen sehr klein ausfällt, ist sie dennoch der primäre Mechanismus für die Energiedissipation von Leichtbaustrukturen mit großen schwingenden Oberflächen. Wir simulieren vollständig gekoppelte Struktur-Akustik-Interaktionen mittels FEM und BEM um das Ausmaß von Dämpfung durch Schallabstrahlung zu quantifizieren. Dabei führen wir sowohl harmonische Analysen als auch Modalanalysen durch.