Untersuchungen zur messtechnischen Erfassung von Körperschallenergieflüssen in technischen Strukturen

Die zunehmende Bedeutung der Akustik fordert die Optimierung des Abstrahlverhaltens technischer Strukturen. Für den gezielten Einsatz von konstruktiven Maßnahmen, wie beispielsweise Rippen oder Dämpfungselemente, sind Kenntnisse über die Körperschallpfade innerhalb eines Bauteils von hoher Relevanz. Die Strukturintensität (STI) bietet sich als Werkzeug für die Sichtbarmachung der Körperschallenergieflüsse vom Anregungsort bis zur Oberfläche, wo sie als Fluidschall abgestrahlt werden, an. Obwohl die numerische Berechnung der STI mittels Finite-Elemente-Methode ein robustes Werkzeug ist, was jedoch die genaue Modellierung der Dämpfungseigenschaften des Systems erfordert, fehlt derzeit eine allgemeine Messmethode, die in ihrer Anwendbarkeit nicht auf einfache akademischen Strukturen wie Platten oder Balken beschränkt ist. Dafür wird im Rahmen dieser Arbeit eine neu entwickelte Berechnungsmethode untersucht, welche die Bildung der STI aus den mit einem3D-Laser-Scanning-Doppler-Vibrometer ermittelten Dehnungen ermöglicht. Es werden in dieser Arbeit verschiedene Verfahren zur Berechnung der STI im Frequenzbereich mit Hilfe von optisch gemessenen Oberflächenschwingschnellen oder Dehnungen untersucht und miteinander verglichen. Diese Methoden werden am Beispiel einer einfachen Struktur, eine freischwingende, dünne Stahlplatte, ausgewertet, sowie mit den Ergebnissen einer FEM basierenden Berechnung verglichen.