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Weniger Störgeräusche im Leichtbau

Die gezielte Lenkung des Körperschalls von Leichtbau-Teilen erforscht die Fachhochschule Südwestfalen in Iserlohn mit Partnern im Projekt „Akustik-Strukt“.

Ziel des Forschungsprojekts, das im Rahmen des Leitmarktwettbewerbs „Neue Werkstoffe NRW“ des Landes NRW positioniert wurde, ist es, das akustische Verhalten von Leichtbau-Teilen zu optimieren.

Das Forscherteam vor der Alpha-Kabine, die misst, wieviel Schall vom Leichtbau-Material aufgenommen wird (v.l.n.r.): David Smigielski, Dennis Netzband, Patrick Jostmann, Prof. Dr. Andreas Nevoigt und Prof. Dr. Andreas Ujma. Foto: Fachhochschule Südwestfalen

Partner bei „Akustik-Strukt“ sind das Kunststoff-Institut Lüdenscheid sowie die Unternehmen Leopold Kostal, Möllertech Engineering sowie Ter Hell Plastic. In den nächsten drei Jahren erhält das Konsortium eine Gesamtförderung von Land und EU in Höhe von rund 1,65 Mio. Euro für die anwendungsbezogene Forschung und Erprobung neuer akustischer Werkstoffe auf Basis der Energieübertragungspfade. Mehr als 1,1 Mio. EUR erhalten die Forscher der Fachhochschule Südwestfalen für Forschungsarbeiten.

„Wir wollen Materialien entwickeln, bei denen die Schallenergie durch Fasern gezielt in unkritische Bereiche eines Bauteils geschickt wird. Wenn die Komponente anfängt zu schwingen, sollen keine oder nur geringe Geräusche erzeugt werden“, erläutert Dennis Netzband, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der FH Südwestfalen. Relevant ist dies zum Beispiel bei Bauteilen im Fahrzeuginnenraum. Durch immer geräuschärmere Fahrzeugantriebe werden Klapper- oder Knarzgeräusche von den Insassen eher als störend und als Qualitätseinbuße wahrgenommen.

Faserverstärkte Kunststoffe für den Leichtbau neigen zum Schwingen

Im Leichtbau spielen faserverstärkte Kunststoffe eine wichtige Rolle, da sie eine hohe Steifigkeit mit einem geringen Gewicht vereinen. Durch das niedrige Gewicht neigen die Komponenten jedoch eher zum Schwingen und die Steifigkeit erhöht die Frequenz der Schwingung. Aufgrund der Schwingungsanregung wird durch diese Komponenten Körperschall transportiert, der wiederum als Luftschall an die Umgebung ausstrahlt und als Störgeräusch wahrgenommen wird.

Der im Bereich der Kunststoffe wenig erforschte Ansatz der Strukturintensitätsanalyse ermöglicht eine Visualisierung der Übertragungspfade des Körperschalls. Auf Basis Materialien gezielt in unkritische Bereiche geleitet werden. Die Professoren Dr. Mark Fiolka, Dr. Andreas Nevoigt und Dr. Andreas Ujma werden sich in den nächsten Jahren mit den Themen Materialentwicklung, Integrative Simulation und Strukturintensitätsanalysen sowie Validierung beschäftigen.

Bei der Übertragung der neuen Werkstoffe auf ein Anwendungsbauteil kommen die Industrieunternehmen ins Spiel. Obwohl sich das Projekt maßgeblich mit Teilen aus der Automobilindustrie beschäftigt, sind die Ergebnisse nicht nur für diese Branche von Interesse. Die Ergebnisse bieten zukünftig generell für Produkte eine hohes Anwendungspotenzial, bei denen durch Schwingungen Störgeräusche verursacht werden.

sk

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