Akustik mehrschichtiger Strukturen
Beitrag zur akustischen Auslegung von anisotropen mehrschichtigen Strukturen
Seiten
2009
|
1., Erstauflage
Sierke Verlag
978-3-86844-134-5 (ISBN)
Sierke Verlag
978-3-86844-134-5 (ISBN)
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Die akustische Bewertung von Primärstrukturen spielt im Flugzeugbau bisher eine nur
untergeordnete Rolle. So ist es heute noch gängige Praxis, die akustischen Eigenschaften
der Rumpfstruktur erst nach der Fertigstellung eines Prototyps oder gar erst nach
dem Erstflug zu optimieren. Da das Design der Primärstruktur in dieser Phase bereits
eingefroren ist, sind konstruktive Maßnahmen zur Schallreduktion kaum noch umsetzbar.
In der Vergangenheit wurde daher versucht, durch das Anbringen von Dämmmaterialien
oder durch zusätzliche Massen in entsprechenden Strukturbereichen Abhilfe zu schaffen.
Dieses Vorgehen ist unter dem Eindruck von Forderungen nach zunehmender Effizienz
und erhöhtem Komfort bei gleichzeitig kürzeren Entwicklungszeiten nicht mehr zu rechtfertigen.
Es ist somit unverzichtbar, ein Simulationswerkzeug zur Verfügung zu stellen, welches
die zu erwartenden akustischen Eigenschaften bereits in der Entwurfsphase voraussagen
kann. Die Notwendigkeit eines derartigen Bewertungstools zeigt sich besonders im Hinblick
auf die Einführung neuartiger Materialien in der Primärstruktur, wie beispielsweise
Composite- oder Sandwichstrukturen. Diese bieten aufgrund ihrer stark anisotropen Eigenschaften
eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten. Dies sorgt jedoch gleichzeitig für eine
große Anzahl von Parametern und Einflussfaktoren in der akustischen Modellierung. Die
neuen Materialien bieten daher einerseits die Möglichkeit, die Schalldämmeigenschaften
zu verbessern, ohne zusätzliche Masse in die Struktur einzubringen. Andererseits besteht
bei unsachgemäßer Anwendung die Gefahr einer Verschlechterung des akustischen Klimas
in der Kabine bis hin zu strukturellen Schäden durch eine akustische Anregung.
Im Rahmen dieser Arbeit werden verschiedene Methoden zur Bestimmung des Schalldämmmaßes
für beliebige mehrschichtige, anisotrope Strukturen bei unterschiedlichen
Arten der Anregung entwickelt. Dabei beschränkt sich die Betrachtung primär auf Rumpfstrukturen
mit zylindrischem Querschnitt. Die vorgestellten Verfahren können jedoch ohne
Weiteres auch auf andere Strukturbauteile im Flugzeugbau oder in jeden anderen Technologiebereichen
mit ähnlichen Anforderungen an die Akustik übertragen werden.
Im ersten Teil der Arbeit werden die dynamischen Eigenschaften der Rumpfstruktur untersucht.
Aufbauend auf dem Hamiltonschen Prinzip können das Schwingverhalten der
Struktur sowie die dazugehörigen Eigenfrequenzen analytisch angegeben werden. Hieraus
lassen sich erste Schlussfolgerungen hinsichtlich der akustischen Eigenschaften der untersuchten
Strukturen ziehen. Es zeigt sich, dass neben den Struktureigenschaften (Material,
Geometrie, Versteifungselemente, usw.) die Einspannbedingungen bei der Berechnung
einen wesentlichen Einfluss haben.
untergeordnete Rolle. So ist es heute noch gängige Praxis, die akustischen Eigenschaften
der Rumpfstruktur erst nach der Fertigstellung eines Prototyps oder gar erst nach
dem Erstflug zu optimieren. Da das Design der Primärstruktur in dieser Phase bereits
eingefroren ist, sind konstruktive Maßnahmen zur Schallreduktion kaum noch umsetzbar.
In der Vergangenheit wurde daher versucht, durch das Anbringen von Dämmmaterialien
oder durch zusätzliche Massen in entsprechenden Strukturbereichen Abhilfe zu schaffen.
Dieses Vorgehen ist unter dem Eindruck von Forderungen nach zunehmender Effizienz
und erhöhtem Komfort bei gleichzeitig kürzeren Entwicklungszeiten nicht mehr zu rechtfertigen.
Es ist somit unverzichtbar, ein Simulationswerkzeug zur Verfügung zu stellen, welches
die zu erwartenden akustischen Eigenschaften bereits in der Entwurfsphase voraussagen
kann. Die Notwendigkeit eines derartigen Bewertungstools zeigt sich besonders im Hinblick
auf die Einführung neuartiger Materialien in der Primärstruktur, wie beispielsweise
Composite- oder Sandwichstrukturen. Diese bieten aufgrund ihrer stark anisotropen Eigenschaften
eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten. Dies sorgt jedoch gleichzeitig für eine
große Anzahl von Parametern und Einflussfaktoren in der akustischen Modellierung. Die
neuen Materialien bieten daher einerseits die Möglichkeit, die Schalldämmeigenschaften
zu verbessern, ohne zusätzliche Masse in die Struktur einzubringen. Andererseits besteht
bei unsachgemäßer Anwendung die Gefahr einer Verschlechterung des akustischen Klimas
in der Kabine bis hin zu strukturellen Schäden durch eine akustische Anregung.
Im Rahmen dieser Arbeit werden verschiedene Methoden zur Bestimmung des Schalldämmmaßes
für beliebige mehrschichtige, anisotrope Strukturen bei unterschiedlichen
Arten der Anregung entwickelt. Dabei beschränkt sich die Betrachtung primär auf Rumpfstrukturen
mit zylindrischem Querschnitt. Die vorgestellten Verfahren können jedoch ohne
Weiteres auch auf andere Strukturbauteile im Flugzeugbau oder in jeden anderen Technologiebereichen
mit ähnlichen Anforderungen an die Akustik übertragen werden.
Im ersten Teil der Arbeit werden die dynamischen Eigenschaften der Rumpfstruktur untersucht.
Aufbauend auf dem Hamiltonschen Prinzip können das Schwingverhalten der
Struktur sowie die dazugehörigen Eigenfrequenzen analytisch angegeben werden. Hieraus
lassen sich erste Schlussfolgerungen hinsichtlich der akustischen Eigenschaften der untersuchten
Strukturen ziehen. Es zeigt sich, dass neben den Struktureigenschaften (Material,
Geometrie, Versteifungselemente, usw.) die Einspannbedingungen bei der Berechnung
einen wesentlichen Einfluss haben.
| Verlagsort | Göttingen |
|---|---|
| Sprache | deutsch |
| Maße | 148 x 210 mm |
| Gewicht | 238 g |
| Einbandart | geklebt |
| Themenwelt | Technik ► Luft- / Raumfahrttechnik |
| Schlagworte | Akustik • Akustik, Strukturen, anisotropen, Rumpfstrukturen, Fluggerät, Gase, Schall, Long • Akustik, Strukturen, anisotropen, Rumpfstrukturen, Fluggerät, Gase, Schall, Longitudinalwellen, Transversalwellen, Rayleighwellen, Biegewellen, Dehnwellen, Trsionswellen, Transmission, Schalldämmmaß, Schaumstoffkerne, Honigwabensandwichkern, Faltwaben, • anisotropen • Biegewellen • Dehnwellen • Faltwaben • Fluggerät • Gase • Hardcover, Softcover / Technik/Luftfahrttechnik, Raumfahrttechnik • Honigwabensandwichkern • Longitudinalwellen • Rayleighwellen • Rumpfstrukturen • Schall • Schalldämmmaß • Schaumstoffkerne • Strukturen • Transmission • Transversalwellen • Trsionswellen |
| ISBN-10 | 3-86844-134-4 / 3868441344 |
| ISBN-13 | 978-3-86844-134-5 / 9783868441345 |
| Zustand | Neuware |
| Informationen gemäß Produktsicherheitsverordnung (GPSR) | |
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