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Numerische Optimierung des Körperschallverhaltens

  • Franz Gustav Kollmann
Chapter
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Zusammenfassung

Unter Optimierung wird die Aufgabe verstanden, die Eigenschaften von Strukturen (z.B. Geometrie) so zu verändern, daß ihr Verhalten einen „optimalen“ Wert annimmt. Zum Messen dieses optimalen Verhaltens dienen Zielfunktionen. Die Zielfunktion soll dabei entweder ein Minimum oder ein Maximum annehmen. Die erhebliche Steigerung der Leistungsfähigkeit der Rechner bietet es an, diese zur Optimierung der Geometrie von Strukturen hinsichtlich ihres akustischen Verhaltens einzusetzen. Die bisher bekannt gewordenen Anwendungen in der Maschinenakustik beschränken sich meistens auf die Optimierung des Körperschallverhaltens. Eine allgemeine Darstellung von Optimierungsmethoden in der Strukturmechanik geben Baier et al. [6]. Lamancusa [70] und Broschart [2] beschäftigen sich mit der Optimierung des Körperschallverhaltens rechteckiger Platten, wobei deren Dicke variiert wird. Lamancusa und Koopmann [71] wenden das Verfahren der Gestaltoptimierung auf die Reduzierung der von einer Platte abgestrahlten Schalleistung an. Die folgenden Ausführungen stützen sich auf Hibinger [53] ab. Hibinger betrachtet in seiner Arbeit Strukturen, die aus glatten und verrippten, rechteckigen Platten aufgebaut sind. Im einzelnen untersucht er einen L-förmigen Plattenstoß und einen quaderförmigen Kasten. Hier soll nur der letztere betrachtet werden.

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Notes

  1. 1.
    Im folgenden abkürzend als Plattenelemente bezeichnet.Google Scholar
  2. 2.
    Von den acht Nachbarelementen in Abb. 10.1 berücksichtigt Hibinger nur jene vier Elemente, die mit dem zentralen Element (i, j) gemeinsame Kanten aufweisen.Google Scholar
  3. 3.
    Aus Gründen der Rechenzeit ist es zweckmäßig, sich auf etwa zehn unterschiedliche Startvektoren zu beschränken.Google Scholar
  4. 4.
    Diese Annahmc stimmt mit den experimentellen Ergebnissen nicht überein. Jedoch ist im akustisch besonders interessanten Frequenzbereich von 1000 Hz bis 3000 Hz bei den von Hibinger [53] untersuchten Strukturen die Abhängigkeit der modalen Dämpfung von der Frequenz nur schwach ausgeprägt.Google Scholar
  5. 5.
    Eine vollständige Bestimmung aller Eigenkreisfrequenzen und der zugehörigen Eigenmoden scheitert nicht nur an Fragen der Rechenzeit, sondern vor allem an der Genauigkeit, da die höheren Eigenkreisfrequenzen zunehmend ungenauer bestimmt werden.Google Scholar
  6. 6.
    Die partiellen Ableitungen der Massen-und Steifigkeitsmatrix nach den Entwurfsvariablen sind deren Sensitivitäten, die ebenfalls in Matrixform vorliegen.Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2000

Authors and Affiliations

  • Franz Gustav Kollmann
    • 1
  1. 1.Maschinenelemente und MaschinenakustikTechnische Universität DarmstadtDarmstadtDeutschland

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