Experimentelle Vibroakustik

Im Bereich der experimentellen Vibroakustik ist es unerlässlich das dynamische Verhalten von Strukturen unter verschiedenen Anregungen zu kennen. Die Analyse der Messdaten hilft, sich einen Eindruck vom dynamischen Verhalten zu verschaffen und das vorliegende Problem zu verstehen. Zu diesem Zweck verwendet wir am Lehrstuhl für Akustik mobiler Systeme sowohl Standardansätze wie die experimentelle Modalanalyse als auch neuartige Konzepte, wie z.B. die Modalanalyse auf Basis von Betriebsmessungen. Darüber hinaus gibt die Nachbearbeitung der Daten im Zeit- und Frequenzbereich Einblicke in verschiedene Aspekte experimenteller Untersuchungen.

An dieser Stelle seien zwei Beispiele genannt. Das erste befasst sich mit der Messung des Glockenschalls in einem reflexionsarmen Raum. Die Glocke wird mithilfe eines Impulshammers angeregt, welcher zusätzlich die Schlagkraft misst. Die resultierende freie Schwingung wird mit Beschleunigungssensoren und einer Reihe von Mikrofonen gemessen. Mit den Daten kann eine experimentelle Modalanalyse durchgeführt werden, um ein geeignetes numerisches Modell zu validieren (z.B. ein Finite-Elemente-Modell). Mit den Messdaten ist es möglich, die Parameter des numerischen Modells anzupassen sowie die modale Dämpfung bei verschiedenen Resonanzfrequenzen zu bestimmen. Darüber hinaus ist es möglich, die Dämpfung durch die Schallabstrahlung zu charakterisieren.

Das zweite Beispiel befasst sich mit der Messung von Strukturschwingungen eines MRT-Scanners. Hier verhindern die starken Magnetfelder den Einsatz von Messgeräten in unmittelbarer Nähe der Struktur. Daher können nur berührungslose Messverfahren verwendet werden. In diesem Fall haben wir unser 3D-Laser-Scanning-Vibrometer eingesetzt um die Oberflächengeschwindigkeiten zu messen und die Schwingung des MRT-Scanners zu analysieren. Auf Basis dieser Daten ist es unter anderem möglich die Schallabstrahlung abzuschätzen und bildgebende Algorithmen zu verbessern.