Elektromechanische Netzwerke mit adaptiven negativen Kapazitäten zur breitbandigen Schall- und Schwingungsreduktion

Abstract

Das Ziel der Arbeit besteht darin, durch die Weiterentwicklung und Steigerung der Leistungsfähigkeit der negativen Kapazitätsschaltung selbst, sowie durch die Untersuchung der Einflüsse der Platzierung der piezoelektrischen Elemente eine Methode zur Verbesserung der strukturdynamischen und akustischen Eigenschaften insbesondere von Schalenstrukturen bereitzustellen. Dazu wird zunächst die Ausgangsspannung der negativen Kapazität mittels schaltungstechnischer Erweiterungen auf die hohen Betriebsspannungen der piezoelektrischen Elemente erhöht. Zudem werden Erweiterungen vorgenommen, die die selbsttätige, adaptive Einstellung des Betriebspunktes im Betrieb sicherstellt, so daß stets die maximal mögliche Dämpfung erzielt wird. Abschließend wird mittels Simulation und Experiment der Einfluß von Fläche, Anzahl und Anordnung der piezoelektrischen Elemente auf die erreichbare Dämpfung untersucht. The aim of the presented work consists in the creation of methods to improve the acoustic and dynamic characteristics of panel structures by increasing the performance and further development of the negative capacitance shunt itself as well as the investigation of the influences of the placement the piezoelectric transducers on the reduction of vibration amplitude and emitted sound power. Therefore, the output voltage of the negative capacitance network is increased to the high operating voltages of piezoelectric transducers. Second, improvements are implemented for an automated and adaptive adjustment of the operating conditions of the negative capacitance shunt. Last, the influence of the number, the covered area and the arrangement of the transducers on the panel is investigated numerically and experimentally