Inhaltsverzeichnis Grundlegende maschinenakustische Begriffe Frequenzanalyse von Zeitsignalen Dämpfung von Körperschall

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Thilo Holst
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1 Inhaltsverzeichnis 1 Grundlegende maschinenakustische Begriffe Allgemeines Direkte und indirekte Schallabstrahlung Pegelrechnung Grundzüge der physiologischen Akustik Admittanz und Impedanz Berechnungen mit komplexen Zahlen Effektivwerte Frequenzanalyse von Zeitsignalen Frequenzanalyse harmonischer Zeitsignale Fourier-Reihen periodischer Zeitsignale Fourier-Transformation Diskrete Fourier-Transformation Eigenschaften der Fourier-Transformation Dämpfung von Körperschall Physikalische Dämpfungsmechanismen Das Kelvin-Voigt-Modell Einfaches, eindimensionales Kelvin-Voigt-Modell Verallgemeinerung für kontinuierliche Körper Dämpfende Beläge Platte mit dämpfendem Belag Eingezwängte Beläge Das Körperschallverhalten einfacher Strukturen Der Einmasseschwinger Freie Schwingungen des Einmasseschwingers Erzwungene Schwingungen des Einmasseschwingers Biegeschwingungen von Rechteckplatten Freie Schwingungen der gedämpften Platte Erzwungene Schwingungen der gedämpften Platte Das Körperschallmaß Das Körperschallmaß einer Rechteckplatte Abschätzverfahren für das Körperschallmaß Glatte Rechteckplatte Ähnlichkeitsgesetze für das Körperschallmaß Platte mit vorgeschalteter Punktmasse Auswirkung von Rippen auf das Körperschallmaß... 94

2 VIII Inhaltsverzeichnis 5 Abstrahlung von Luftschallwellen Luftschallwellen Der Abstrahlgrad Der Kugelstrahler Die Kolbenmembran Die Abstrahlung rechteckiger Platten Physikalische Betrachtungen zur Abstrahlung von Platten Berechnung des Abstrahlgrads rechteckiger Platten Ähnlichkeitsgesetze für die Abstrahlung von Platten Abkopplung von Körperschall Maschinendynamisches Modell der Abkopplung Maschinenakustisches Modell der Abkopplung Maschinenakustische Grundgleichung Finite Elemente für die Berechnung von Körperschallfeldern Grundlagen der Finiten Elemente Das Verfahren der Numerischen Modalanalyse Ein Beispiel für eine FEM-Berechnung Numerische Berechnung abgestrahlter Luftschallfelder Grundlagen des äußeren Abstrahlproblems Akustische Finite Elemente Methode für endliche Außengebiete Infinite ellipsoidale Elemente nach Burnett Randelemente Vergleich von Methoden zur Berechnung von Abstrahlproblemen Grundlagen der maschinenakustischen Meßtechnik Zielsetzungen maschinenakustischer Messungen Maschinenakustisch relevante Meßgrößen Die allgemeine maschinenakustische Meßkette Sensoren Luftschallsensoren Körperschallsensoren Kraftsensoren Drucksensoren Drehwinkelsensoren für Drehzahlen und Drehschwingungen Schnittstellenstandards für Sensoren Meßdatenerfassung Grundlagen der Filtertechnik

3 Inhaltsverzeichnis IX Funktionsweise von Frequenzanalysatoren Praktische Aspekte der Diskreten Fourier-Transformation (DFT) Meßfunktionen der Fourier-Transformation Fehlerursachen maschinenakustischer Messungen Meß- und Auswerteverfahren Schwingungsanregung technischer Strukturen Anregungssignale Geräte für die Schwingungsanregung Impulsanregungsgeräte Elektromagnetische Schwingerreger Elektrohydraulische Schwingerreger Ordnungsanalyse Zeitbasierte Frequenzanalyse Drehwinkelbasierte Frequenzanalyse mit variabler Abtastfrequenz Drehwinkelbasierte Frequenzanalyse mit konstanter Abtastfrequenz Weitere Analyseverfahren Experimentelle Modalanalyse Auswahl des Meßobjekts Festlegung der Randbedingungen für die Lagerung Diskretisierung des Meßobjektes Wahl der Anregungspunkte und Ausführung der Messungen Modellbildung Parameterschätzung Darstellung der Ergebnisse Vergleich der Experimentellen und der Numerischen Modalanalyse Betriebsschwingformanalyse Betriebsschwingformanalyse im Zeitbereich Betriebsschwingformanalyse im Frequenzbzw. Ordnungsbereich Meßmethoden für die Luftschalleistung Grundlagen der Messung von Luftschall Schalldruckverfahren Schallintensitätsverfahren Methoden für die Entwicklung lärmarmer Maschinen Einführung Anforderungen an konstruktive Maßnahmen zur Lärmminderung

4 X Inhaltsverzeichnis 12.3 Werkzeuge für die Entwicklung lärmarmer Maschinen Methodisches Vorgehen beim Ableiten und Umsetzen von Maßnahmen zur Lärmminderung Allgemeine Maßnahmen für die Lärmminderung von Maschinen Regeln für die Minderung von Schall Beeinflussung der Erregerkräfte Beeinflussung des Körperschallmaßes Beeinflussung des Abstrahlgrades Ableitung von Maßnahmen zur Minderung von Geräuschen Anforderungen an konstruktive Maßnahmen zur Minderung von Geräuschen Schallentstehungskette Reduktion der Schallanregung Körperschallquellen Flüssigkeitschallquellen Luftschallquellen Reduktion der Schallübertragung Schalldämmung und Schalldämpfung Eigenschwingungsverhalten der Übertragungselemente Reduktion der Schallabstrahlung Ein einfaches, systematisches Beispiel Untersuchte Varianten Ergebnisse der durchgeführten Schalleistungsberechnungen Typische Anregungs- und Resonanzfrequenzen Literatur 353 Sachverzeichnis 357

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