Lärm- und Schwingungsminderung im Schiffbau durch adaptronische/mechatronische Lösungsansätze
Dipl.-Ing. Michael Matthias, Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Darmstadt; Dr.-Ing. Joachim Bös, Technische Universität Darmstadt
Maßnahmen zur technischen Lärm- und Schwingungsminderung basieren idealerweise auf der Vermeidung der Entstehung, der Verringerung der Abstrahlung oder der Beeinflussung der Ausbreitung und Übertragung von Vibrationen und (Körper-) Schall am oder möglichst nahe dem Entstehungsort sowie an Koppelstellen. Die Technologie der Adaptronik/Mechatronik verfolgt dazu den Ansatz, an entsprechenden Stellen (z.B. Lagerstellen, Verbindungselemente, schwingende Flächen) eine in Frequenz, Phase und Amplitude angepasste Kraft derart einzuleiten, dass sie die störenden Schwingungen destruktiv überlagert und somit eine Schwingungsreduktion erzielt wird. Die erreichbare Schwingungsreduktion und der dafür notwendige Aufwand (Entwicklungs- und Systemkosten) hängen dabei stark von der jeweiligen Zielanwendung ab. Anhand von unterschiedlichen Beispielen werden in diesem Beitrag das Potenzial und die Einsatzmöglichkeiten dieser Technologie für schiffbauliche Anwendungen dargestellt.
Noise and Vibration Reduction by Means of Smart Structure Technology for Application in Naval Engineering
Dipl.-Ing. Michael Matthias, Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Darmstadt; Dr.-Ing. Joachim Bös, Technische Universität Darmstadt
Technical measures for noise and vibration reduction are usually based on the reduction of vibration generation, of sound radiation, or of the transmission of vibrations, air-borne, and structure-borne sound at (or as closely as possible to) the source, as well as at coupling points. The technology of adaptronics/mechatronics (i.e., smart structure technology) applies the concept of using additional forces that are adjusted with respect to frequency, phase, and amplitude at appropriate locations (e.g., bearings, fasteners, vibrating surfaces) in such a way that they counteract the unwanted vibrations in order to significantly reduce the overall vibrations. The achievable vibration reduction and the required expenses (e.g., development and system costs) depend strongly on the particular target application. This paper demonstrates the potential and possibilities of this technology for ship building applications.