Schallabstrahlcharakteristik von Platten mit inhomogener Dämpfungsverteilung

Kurzfassung

Deutsch: Zur wirksamen Bekämpfung des Lärms ist die genaue Kenntnis lärmerzeugender Quellen unum-gänglich. Die Lärmquellen werden hauptsächlich nach deren Schwingungsamplitude, der spektra-ler Zusammensetzung sowie dem frequenzabhängigen Abstrahlvermögen charakterisiert. Bei der Betrachtung der Schallabstrahlung von Plattenstrukturen wird meistens die Annahme getroffen, dass die Verteilung der Strukturdämpfung sowie die Beschaffenheit der Randbedingungen ho-mogen sind, wodurch sich die Differentialgleichungen vereinfachen und die Lösung des Eigen-wertproblems rein reelle Eigenfrequenzen und Struktureigenformen liefert. Mit zunehmendem Einsatz des Hochleistungsleichtbaus und gleichzeitig steigenden akustischen Anforderungen wird der Bedarf an unterschiedlichen Dämpfungsmaßnahmen immer größer. Aus Gründen der Ge-wichtsminimierung werden diese Maßnahmen nur örtlich an einigen kritischen Stellen der Struktur verteilt, wodurch die Annahme der homogenen Dämpfung verletzt wird. Dadurch wird die Dyna-mik des Systems innerhalb der Resonanzen nicht mehr von rein stehenden Wellen, sondern von einer überlagerten Bewegung mit laufenden Wellenanteilen dominiert. Diese Phänomene haben unterschiedliche Entstehungsursachen und sind allgemein als komplexe Schwingungseigenfor-men bekannt. Die Präsenz dieser komplexen Schwingungseigenformen in realen Strukturen wirft die Frage nach deren Einfluss auf die Schallabstrahlcharakteristik auf. Diese Arbeit fasst die experimentellen Arbeiten an der akustischer Charakterisierung inhomogen bedämpfter Platten zusammen. Die komplexen Schwingformen dieser Platten werden im Detail hinsichtlich modaler Abstrahleffizienz, räumlicher Verteilung der Intesitätsquellen sowie der Richtcharakteristik des Schallfeldes betrachtet. English: To effectively reduce noise, the exact knowledge of noise generating sources is necessary . The noise sources are mainly characterized by their vibration amplitude , the spectral content and the frequency-dependent radiation capability . When the sound radiation of plate structures is considered, the assumption of the homogeneous distribution of structural damping is usually made and the solution of eigenvalue problems provides purely real eigenfrequencies and struc-tural mode shapes. With the increasing use of high-performance lightweight structures and grow-ing acoustic requirements, the demand for different damping treatments is increasing. For rea-sons of weight minimization these tratments are only distributed locally at some critical locations of the structure , making the assumption of homogeneous damping invalid. Thus, the dynamics of the system is no longer dominated by pure standing waves , but by a superimposed traveling wave components. These phenomena have different origins and are commonly known as complex modes of vibration. The presence of this complex vibration mode shapes in real struc-tures raises the question of their influence on the sound radiation properties . This work summa-rizes the experimental work on the acoustic characterization of inhomogeneous damped plates. The complex mode shapes of these plates are considered in detail in terms of modal radiation efficiency , spatial distribution of acoustic intensity and the directivity of the sound field .