Einfluss von akustischen schwarzen Löchern auf die Energieverteilung von dünnwandigen Plattenstrukturen

Sogenannte akustische schwarze Löcher (AKL) haben sich in den letzten Jahren als potentielles Konzept zur Reduktion der Biegeschwingungen in dünnwandigen Strukturen entwickelt. Hierbei wird die Ausbreitungsgeschwindigkeit und die Amplitude der Biegewelle durch eine gleichförmige Verjüngung der Dicke der Struktur beeinflusst. Diese Modulation der Biegewelle kann genutzt werden, um mit lokal angebrachtem Dämpfungsmaterial die Schwingungsenergie möglichst effizient aus Strukturen zu absorbieren. Der Vorteil der AKL gegenüber klassischen Dämpfungsmechanismen liegt in der relativ geringen Menge an angebrachtem Dämpfungsmaterial. Daher werden im Zuge des Forschungsvorhabens ALMA (Additive Layer Manufacturing for Acoustic Metamaterials) AKL und deren Potentiale für eine effizientere Reduktion von Körperschall in dünnwandigen Leichtbaustrukturen untersucht. Für die Dämpfungseffizienz spielt neben der lokalen Dimensionierung eines AKL auch die Konfiguration der Gesamtstruktur eine wesentliche Rolle. So kann zum Beispiel eine höhere Dichte an AKL in einem Bauteil nicht grundsätzlich zur Verbesserung der Schwingungseigenschaften der Gesamtstruktur beitragen. Für die Dimensionierung der Gesamtstruktur liefert die Untersuchung des Einflusses von AKL auf die Energieverteilung wichtige Erkenntnisse, was in diesem Beitrag anhand von numerischen Beispielen veranschaulicht werden soll.     «

Sogenannte akustische schwarze Löcher (AKL) haben sich in den letzten Jahren als potentielles Konzept zur Reduktion der Biegeschwingungen in dünnwandigen Strukturen entwickelt. Hierbei wird die Ausbreitungsgeschwindigkeit und die Amplitude der Biegewelle durch eine gleichförmige Verjüngung der Dicke der Struktur beeinflusst. Diese Modulation der Biegewelle kann genutzt werden, um mit lokal angebrachtem Dämpfungsmaterial die Schwingungsenergie möglichst effizient aus Strukturen zu absorbieren. De...     »