Ein numerisch-experimenteller Ansatz zur Bestimmung der Dämpfung durch Schallabstrahlung (vor Ort)
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Abstract:
Dämpfung durch Schallabstrahlung bezeichnet die Energiedissipation vibrierender Strukturen durch Schallabstrahlung ins akustische Fernfeld. Sie leistet vor allem bei Leichtbaustrukturen einen wesentlichen Beitrag zur gesamten Strukturdämpfung. Diese Arbeit stellt ein hybrides Verfahren zur Bestimmung der Dämpfung durch Schallabstrahlung vor, welches sowohl auf Experimenten als auch auf Simulationen beruht. Die Struktur wird durch eine Mobilitätsmatrix charakterisiert, welche experimentell mittels Impulshammeranregung und Laser-Doppler-Vibrometrie bestimmt wird. Die Mobilitätsmatrix enthält Übertragungsfunktionen, welche die Beziehung zwischen Strukturschnelle und der Anregungskraft herstellt. Die abgestrahlte Schallleistung, welche zur Beurteilung der resultierenden Strukturdämpfung notwendig ist, wird durch akustische Simulationen ermittelt. Dazu wird die gemessene Mobilitätsmatrix mit einem Boundary Element Modell (BEM) gekoppelt.Dieser hybride Ansatz bietet den Vorteil, dass die elastischen Eigenschaften komplexer Materialien und der Einfluss mechanischer Randbedingungen berücksichtigt werden können. Dabei kann auf vereinfachten Idealisierenden, wie sie in Finite Elemente Modellen üblichen sind, verzichtet werden. Auf der anderen Seite werden akustische Messungen und die damit verbundenen Einschränkungen vermieden. Die Verwendung der BEM ermöglicht die simulative Erzeugung von diffusen Schallfeldern selbst im niederfrequenten Bereich. Außerdem kann der Einfluss von akustischem Kurzschluss durch Schlitze berücksichtigt werden. Die Einsatzmöglichkeit des vorgestellten Verfahrens wird am Beispiel von flachen und gekrümmten Sandwichplatten demonstriert.
