Rapid-Prototyping-Tool zur Abstimmung von Schwingungstilgern

Abstract

Schwingungstilger werden im Automobilbau vielfach eingesetzt, um störende Vibrationen in der Fahrzeugstruktur zu verringern. Zum einen mit dem Ziel, den Schwingungskomfort zu steigern und zum anderen, um die Dauerhaltbarkeit einer Struktur gezielt zu erhöhen. Die Auslegung und Abstimmung eines Schwingungstilgers, der im Prinzip nur aus einem Feder-Dämpfer-Element (z.B. Gummifeder) und einer diskreten Schwingmasse besteht, erfordert einen hohen experimentellen Aufwand. Während der Fahrversuche sind ständig Variationen der Tilgerparameter, d.h. Änderungen am Tilgeraufbau, nötig. Dieser Beitrag beschreibt zwei Methoden, mit denen ein aktives Tilgersystem als Auslegungswerkzeug (‚Rapid-Prototyping-Tool’) für passive Tilger genutzt werden kann. Dieses Werkzeug bietet den Vorteil, dass bei der Abstimmung des passiven Tilgers die aufwendigen Bauteiländerungen entfallen. Mit Hilfe eines aktiven Tilgersystems können so die „passiven“ Parameter elektronisch eingestellt werden. Im ersten Ansatz werden auf Basis der physikalischen Modelle analytisch Rückführübertragungsfunktionen bestimmt. Beim zweiten Ansatz wird auf Basis von experimentell bestimmten zeitdiskreten Black-Box-Übertragungsfunktionen eine Filterübertragungsfunktion so bestimmt, dass das Verhalten des Gesamtsystems möglichst gut (im Sinne der H2-Norm) einer vorgegebenen „Wunschübertragungsfunktion“ entspricht. Mit diesem Ansatz können die „passiven“ Parameter des aktiven Systems innerhalb der physikalischen Grenzen nahezu beliebig vorgegeben werden können. Hierzu werden aktuelle Versuchsergebnissen vorgestellt.