.er hohe Entwicklungsaufwand, den Geräuschdämpfungsmaßnahmen konstruktiv und experimentell erfordern, kann durch rechnerische Schwingungsanalysen beschleunigt und effektiver gestaltet werden. Am Beispiel eines Nutzfahrzeuggetriebes werden Schallentstehung und Schallübertragung mit Hilfe der Finiten Elemente numerisch analysiert und bewertet. Es wird ein komplexes Modell des Getriebes vorgestellt, das Verzahnungen, Wellen, Lager und Gehäuse umfaßt. Besondere Aufmerksamkeit gilt der Schwingungsanregung durch wechselnde Steifigkeiten im Zahneingriff. Letzteres führt selbst bei zeitlich konstantem Antriebsmoment zu hochfrequenten Anregungen in einem für das menschliche Gehör sensiblen Frequenzbereich. Dieser als Parametererregung bezeichnete Anregemechanismus gilt in der Literatur als eine der wesentlichsten Geräuschquellen mechanischer Getriebe. Die aus der Parametererregung resultierenden, zeitvarianten Differentialgleichungen werden mit einem Finite-Elemente-Programm aufgestellt und gelöst. Die Darstellung der wechselnden Steifigkeiten erfolgt unter Verwendung von Ergebnisdaten eines zur numerischen Optimierung des Zahneingriffs eingesetzten Programmsystems. Die zeitabhängigen Koeffizienten lassen eine Behandlung im Frequenzbereich nicht zu. Deswegen wurde zunächst mit dem FE-Modell des gesamten Getriebes der Zeitverlauf der Lagerkräfte bestimmt. Die nach Fourier zerlegten Lagerkräfte dienten als Eingabe für eine Anregungsrechnung des Getriebegehäuses im Frequenzbereich. Mit der Oberflächenbewegung aus der Frequenzganganalyse bestimmte das BEM-Programm (Rand-Element-Methode) SYSNOISE dann die Schnellenverteilung auf dem Getriebe bzw. die Schalldruckverteilung um das Getriebegehäuse sowie die abgestrahlte Schalleistung. Die Untersuchungen zeigen einen gangbaren Weg zur numerischen Darstellung des dynamischen Verhaltens von Wellen, Zahnrädern, Lagern und Gehäuse.
Numerische Analysen des Körperschall- und Abstrahlverhaltens eines Nutzfahrzeuggetriebes
1996
24 Seiten, 17 Bilder, 10 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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