Die aktive Schwingungs- und Geräuschminderung erlaubt mitunter zusätzliche Verbesserungen in Bereichen, in denen passive Techniken an den Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit angelangt sind. Die Kernaufgabe dieser Techniken besteht darin, an zumindest einem Ort zu allen Zeiten das vorhandene Schallfeld gegenphasig nachzubauen, sodass sich aus der Überlagerung beider Schallfelder in der Summe Null, d.h. Ruhe ergibt. Die praktische Einsetzbarkeit aktiver Methoden ist auf akustisch einfache Fälle beschränkt. Beispiele dafür sind diskrete mechanische Lagerpunkte bzw. Punktquellen am Quellort, (ebene) Wellenausbreitung in Kanälen, Verhinderung der Abstrahlung ausgedehnter Quellen und kleine Räume geringer Modendichte. Eine Punktquelle, die in den umgebenden Raum abstrahlt, stellt dabei den akustisch bzw. schwingungstechnisch einfachsten Fall dar. In der Schwingungstechnik ist dies die aktive Lagerung beispielsweise einer Maschine auf diskreten Lagerpunkten, in der Akustik ist es die diskrete (Monopol-)quelle. Ein weiterer einfacher Fall ist die Unterdrückung der Wellenausbreitung in einem möglichst niedrigdimensionalen Wellenleiter wie einem Balken für Körperschall oder einem Rohr oder Kanal (mit im Vergleich zur Wellenlänge möglichst kleinem Querschnitt) für Flüssigkeits- und Luftschall. Grundidee beim Ansatz zur Abstrahlungsunterdrückung, sei es einer Industrieanlage in die Nachbarschaft oder eines Schiffes zur Minderung seiner Signatur ist, dass eine Körperschallminimierung alleine nicht das Ziel einer aktiven Maßnahme ist, sondern eine Struktur ruhig schwingen darf. Die schwingende Struktur selber muss nicht mehr akustisch einfach sein. Im modalen Bild werden nur die Moden aktiv beeinflusst, die wichtig für die Abstrahlung sind. Beispiele für aktive Schwingungs- und Geräuschminderung in Räumen geringer Modendichte stellen die aktiven Gehörschützer (aktive Kopfhörer) dar, die im Bereich der Wehrtechnik seit längerer Zeit mit großem Interesse betrachtet werden. Andere Anwendungen liegen bei entsprechend tieffrequenten Problemen auch in Kabinen oder Fahrzeuginnenräumen.
Aktive Schwingungs- und Geräuschminderung und ihre Anwendung in der Wehrtechnik
2000
18 Seiten, 16 Bilder, 9 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Aktive Geräuschminderung am Hinterachsgetriebe
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