Elaboration of the interface mobility approach for structure-borne sound source characterization

• Applicant: Professor Dr. Björn A.T. Petersson
• Subject Area: Acoustics
• Term: from 2008 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 91604824

• Final Report Year: 2012

Final Report Abstract

Im Umfang dieser Forschungsaufgabe wurde das Konzept der Interface Mobilitäten in Hinblick auf eine physikalisch untermauerte, vereinfachte Methode zur Charakterisierung von Körperschallquellen, sowie zur Prognose und Minimierung der Leistungsübertragung weiterentwickelt. Basierend auf einer diskreten Fourier-Reihenentwicklung wurde ein neuer Formel-Apparat für das Konzept der Interface Mobilitäten erarbeitet. Dieser neue Ansatz beinhaltet stark vereinfachte Formeln und liefert klare Antworten auf die Fragen nach der Signifikanz höherer Ordnungen, sowie der physikalischen Bedeutung der Fourier-Ordnungen. Es werden genau so viele Fourier-Ordnungen für eine korrekte Berechnung benötigt, wie Kontaktpunkte zwischen der Quelle und dem Empfänger vorhanden sind. Des Weiteren beschreiben die verschiedenen Fourier-Ordnungen nur das Schwingungsverhalten der Installation an den Kontaktpunkten. Lediglich bei entsprechend langer Wellenlänge können die Fourier-Ordnungen auch größere Teile der Installation beschreiben. Des Weiteren wurde gezeigt, dass die Forschungsergebnisse, welche auf der bisherigen Formulierung des Ansatzes der Interface Mobilitäten beruhen auch für den neuen Ansatz zutreffen. Weitergehend wurden erste Ansätze zur Behandlung von Systemen mit weiteren Freiheitsgraden wie bspw. Momenten mit dazugehörender Kreuz-Komponenten-Kopplung erarbeitet. Somit wurde eine Basis geschaffen für eine generell gültige Methode der Interface Mobilitäten. Für eine Charakterisierung von Körperschallquellen anhand des Quellendeskriptors und der Kopplungsfunktion eröffnet die Anwendung des Ansatzes der Interface Mobilitäten neue Verfahren zur Lärmminderung. Das Grundprinzip bezieht sich hier auf eine Minimierung der für die Körperschallübertragung dominanten Ordnungen. Solch eine Minimierung der Ordnungen kann an der Aktivität der Quelle, sowie den Mobilitäten von Quelle und Empfänger angreifen. Besonders die daraus ableitbaren konstruktiven Maßnahmen an der Quelle ermöglichen Herstellern von Maschinen neue Wege zur Lärmminderung.

Publications

• The influence of strong cross-order terms in interface mobilities for structure-borne sound source characterization. Noise and Vibration: Emerging Methods - NOVEM2009, Oxford, Vereinigtes Königreich, 2009
  H. A. Bonhoff & B. A. T. Petersson
  
• Interface-Mobilitäten zur Entwicklung und Analyse vibrationsarmer Maschinen. Maschinenakustik 2010, Leonberg, Deutschland, 2010
  H. A. Bonhoff & B. A. T. Petersson
  
• The influence and significance of cross-order terms in interface mobilities for structure-borne sound source characterization. Dissertation, Universitätsverlag der TU Berlin, 2010
  H. A. Bonhoff
  
• The influence of cross-order terms in interface mobilities for structure-borne sound source characterization. Journal of Sound and Vibration, Vol. 329: 3280-3303, 2010
  H. A. Bonhoff & B. A. T. Petersson
  
• Towards a structure-borne sound source characterization for design and optimization. Recent Advances in Structural Dynamics - RASD2010, Southampton, Vereinigtes Königreich, 2010
  H. A. Bonhoff & B. A. T. Petersson