Zugl.: Berlin, Techn. Univ., Diss., 2009

Zugl.: Stuttgart, Univ., Diss., 2009

In der Veröffentlichung wird ein Verfahren vorgestellt für die Schallimmissionsprognose bei tieffrequenten Geräuschen. Das Verfahren beruht auf Untersuchungsergebnissen der Gesellschaft für Akustikforschung Dresden mbH – veröffentlicht in der LfULG-Schriftenreihe 9/2021 “Unterschungen zur Schallimmisionsprognose bei tieffrequenten Geräuschen” – sowie auf einer an DIN ISO 9613-2 angelehnten Schallausbreitungsrechnung. Die Veröffentlichung richtet sich an Ingenieure, Planer und Immissionsschutzbehörden. Redaktionsschluss: 24.03.2021

Zugl.: Berlin, Techn. Univ., Diss., 2008

Getriebe wandeln Drehmomente um; es treten hierbei Kräfte an den Zahnrädern auf. Bei einer Schrägverzahnung wirken neben Radialkräften auch Axialkräfte. Axiale und radiale Lagerkräfte sind die Reaktion auf die Zahnkräfte. Hohe Zahnkräfte können zu Verzahnungsschäden führen. Hohe Lagerkräfte verursachen Lagerverschleiß und führen zum Klappern des Lagers und zur Schallabstrahlung durch die Getriebewände. Ausgangspunkt für die Simulation eines einfachen Zwei-Räder-Systems bildet ein Torsionsschwingungsmodell mit zwei Freiheitsgraden. Die Simulationsschrittweite ergibt sich aus der Eigenfrequenz, letztere wird analytisch bestimmt. Vier Zustandsgleichungen beschreiben den Zustand des Systems zu jedem Zeitpunkt der Simulation. Das Runge-Kutta-Verfahren berechnet schrittweise den Zustandsvektor x_i+1 aus x_i. Die Eingriffssteifigkeit ändert sich während des Eingriffs und wird in jedem Schritt i neu ermittelt. Der Schwingungsverlauf der Zahnkraft erreicht nach 10 Perioden die stationäre Phase. Resonanzen treten auf, wenn die Eigenfrequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Eingriffsfrequenz ist. Ein erweitertes Schwingungsmodell mit 6 Freiheitsgraden beinhaltet auch die Lager- und Wellenelastizitäten und die entsprechenden Dämpfungen. Eine analytische Lösung dieses Systems für den Fall nicht konstanter Eingriffssteifigkeit ist nicht zweckmäßig. ITI-SIM liefert für das einfache Torsionssystem identische Ergebnisse wie das vom Autor entwickelte Simulationsprogramm. Unter Einbeziehung der Lagersteifigkeiten in das ITI-SIM-Modell erhält man den Verlauf der Lagerkräfte. Bei einem Schrägungswinkel β>0 treten als Simulationsergebnis außerdem Axialkräfte auf. Bei Modellierung einer Momentenkennlinie am Abtrieb schwankt das Abtriebsmoment, hervorgerufen durch die Schwankung der Eingriffssteifigkeit. Um zwei Getriebestufen mit unterschiedlichen Eingriffsrichtungen im Simulationsmodell koppeln zu können, wird eine Koordinatentransformation verwendet.:Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Zusammenfassung Thesen Abkürzungen und Formelzeichen Vorwort 1 Präzisierung der Aufgabenstellung 2 Literaturauswertung 3 Kräfte im Getriebe 3.1 Zahnkräfte 3.1.1 Statische und dynamische Zahnkräfte 3.2 Lagerkräfte 3.2.1 Statische Lagerkräfte 3.2.2 Dynamische Lagerkräfte 3.3 Auswirkungen der Zahnkräfte 3.4 Auswirkungen der Lagerkräfte 3.4.1 Statische Kräfte 3.4.2 Dynamische Kräfte 4 Numerische Simulation eines Torsionsschwingungsmodells 4.1 Einleitung 4.2 Ziel 4.3 Modell 4.4 Bewegungsgleichungen 4.5 Statisches Verhalten 4.6 Eigenfrequenz 4.7 Zustandsgleichung 4.8 Simulation 4.9 Eingriffssteifigkeit 4.10 Dämpfungskoeffizient 4.11 Simulationsprotokollierung 4.12 Ergebnisse 5 Erweitertes Schwingungsmodell 6 ITI-SIM 6.1 Simulation mit ITI-SIM 6.2 Einfaches Torsionsschwingungsmodell 6.3 Torsionsmodell mit Zusatzmasse 6.4 Simulation des erweiterten Schwingungsmodells 6.4.1 Geradverzahnung 6.4.2 Schrägverzahnung 6.4.3 Einfluß des Lastmomentes 6.5 Erweiterung des Koordinatensystems Anhang A Die Quelldatei torsionsschwinger1.c B Die Quelldatei zahnsteifigkeit.c C Die Eingabedatei torsionsschwinger1-0.dat D Das Shell-Script eta-verlauf E ITI-Simulationsergebnisse F Simulationsergebnisse des erweiterten Modells mit Schrägverzahnung Literaturverzeichnis Sachregister

Am Beispiel der Orgelpfeife wurde der Einfluss der Wandungsgeometrie des akustischen Wellenleiters auf die Schallabstrahlung untersucht. Für verschiedene Metalllegierungen wurden unterschiedliche Profile der Orgelpfeifenwandung verglichen: ein konisches Wandungsprofil mit zur Mündung hin abnehmender Wandungsstärke und ein paralleles Wandungsprofil mit konstanter Wandungsstärke. Für eine hohe statistische Sicherheit der Ergebnisse wurden sämtliche Untersuchungen an vier mal zehn Testpfeifen durchgeführt. Mit Ausnahme der beschriebenen Unterschiede sind die Pfeifen von gleichen Abmessungen und auf gleichen Klang intoniert.<br><br> Die Überprüfung der Wandungseinflüsse auf den Klang besteht aus drei verschiedenen Untersuchungen: Erstens, einer subjektiven Hinterfragung der Wahrnehmbarkeit in einem Hörtest. Zweitens wurde der abgestrahlte Luftschall objektiv gemessen und das Spektrum der Pfeifen in seinen Komponenten (Teiltöne, Grundfrequenz) verglichen. Drittens wurde mit einer neuartigen Messtechnik die Oszillation des Pfeifenkörpers (ein einem akustischen Monopol entsprechendes "Atmen" des Querschnitts) untersucht. Die Ergebnisse belegen die Wahrnehmbarkeit unterschiedlicher Wandungsprofile als auch klare objektive Differenzen zwischen den emittierten Schallspektren. Ein Atmen mit guter Korrelation zur inneren Druckanregung bestätigt den Einfluss wandungsprofilabhängiger Oszillationen auf den Klang der Orgelpfeife. Schließlich wurde die Interaktion zweier in Abstand und Grundfrequenz nah beieinander liegender Orgelpfeifen überprüft. Als Ursache des dabei wahrnehmbaren Oktavsprung des Orgeltons konnte eine gegenphasiger Oszillation des Grundtons beider Pfeifen nachgewiesen werden. / The influence of the wall geometry of an acoustic waveguide on the sound radiation has been investigated on the example of the steady sound quality of an organ pipe. At the example of two different pipe materials two different pipe wall geometries were compared: a wedge-shaped conical wall profile with a decreasing wall strength towards the pipes open end and a constant wall profile with no change in wall strength, respectively. For statistic safety all investigations were exercised on a large test pipe series of 4 by 10 pipes, unique to our knowledge. Apart from the described differences, all pipes are produced and intonated to be as equal as possible.<br><br> The verification of the wall geometries influences is based on three investigations: First, a subjective evaluation of the audible differences was performed. Second, differences in the broad spectra, the level of the harmonics partials and in the fundamental frequency were detected in an anechoic chamber. Third, with a new measurement technique we examined the oscillation of the pipe body (monopolic breathing of the pipe bodies cross-section) as source of the detected differences in the sound. The results show clear audible difference which are supported by measurable differences in airborne sound and body oscillations of the investigated pipes. Finally the interaction of two organ pipes closely space in frequency and distance has been investigated. The subjective impression of frequency doubling was detected as an anti-phase phase oscillation of the fundamental tone of both pipes leading to a dominance of the second harmonic.<br><br>

In der Veröffentlichung werden Messungen der Schallübertragung bei tiefen Frequenzen an Gebäuden in Sachsen beschrieben. Die Ergebnisse ermöglichen es, bei der Einwirkung tieffrequenter Geräusche von außen den Schalldruckpegel im Raum abzuschätzen. Anhand einer Literaturrecherche wird der gegenwärtige Erkenntnisstand erörtert. Theoretische Betrachtungen und Simulationsrechnungen ergänzen die Messergebnisse. Die Veröffentlichung richtet sich an Ingenieure, Planer und Immissionsschutzbehörden. Redaktionsschluss: 31.01.2021

Neben dem Hörschall erzeugen Windenergieanlagen durch die Umströmung der rotierenden Flügel auch tieffrequente Geräusche bzw. Infraschall, also extrem tiefe Töne. Dieses Faltblatt will auf der Grundlage des gesicherten Kenntnisstands zur Versachlichung der Diskussion beitragen. Redaktionsschluss: 01.09.2016

Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde mit geringer Dichte und hohen E-Moduli reagieren bei dynamischer Anregung empfindlich auf Abstrahlung von Luftschall, bieten aber gleichzeitig einen großen Wertebereich zur Einstellung des Materialverhaltens. Dabei sind Steifigkeit und Dämpfung gegensätzlich abhängig von der Faserorientierung. Die Auslegung der Verbunde mit FEM-Simulationen benötigt einen hohen Modellierungsaufwand und lange Rechenzeiten. Im Gegensatz dazu erfordert die mehrdimensionale numerische Optimierung eines Verbundes ein effizientes vibro-akustisches Simulationsmodell für zahlreiche Wiederholungsrechnungen. Dazu wurde ein energiebasierter modaler Dämpfungsansatz als Erweiterung vom FEM-Simulationen sowohl für anisotropes als auch für nicht-lineares Dämpfungsverhalten erforscht, experimentell parametrisiert und validiert. Ferner wird die abgestrahlte Schallleistung anstelle eines multi-physikalischen Modells effizient durch einen geschwindigkeitsbasierten Ansatz direkt aus stationären Struktursimulationen bestimmt. Analytische Formulierungen der Vergrößerungsfunktionen der modalen Leistungsbeiträge ermöglichen, die frequenzabhängige Abstrahlung mit sehr wenigen Frequenzschritten exakt zu berechnen und in eine skalare Zielfunktion zu überführen. Die gesamte Berechnungsmethodik dient der vibro-akustischen Optimierung von Verbundbauteilen. Die Ergebnisse zeigen das große Potential von thermoplastischen Verbundwerkstoffen im Vergleich zu einem Referenzteil aus Stahl.:1 Einleitung 2 Amplitudenabhängige Dämpfung von MKV 3 Anisotrope Dämpfung von Faser-Kunststoff-Verbunden 4 Berechnung und Optimierung der abgestrahlten Schallleistung 5 Strukturintensität als Mittel zur Bewertung akustischer Quellen 6 Schlussfolgerungen 7 Zusammenfassung und Ausblick A Anhang

Gurtförderanlagen werden im Bergbau und anderen Industriezweigen zum Transport von Schüttgütern eingesetzt. Der Anlagenbetrieb ist mit Geräuschemissionen verbunden. Dies kann bei Kontrolle und Wartung eine erhöhte Lärmbelastung für betroffene Mitarbeiter hervorrufen. Im Umfeld von Wohnbebauungen oder schutzbedürftigen Objekten kann die Überschreitung von Immissionsrichtwerten zu einer zeitlichen Betriebseinschränkung der hocheffizienten Anlagen führen. Zur Lärmminderung an der Quelle oder deren Nähe erfordert dies technische Schallschutzmaßnahmen. Die Tragrollen im Obertrum der Gurtförderanlagen sind bei der akustischen Wirkung von entscheidender Bedeutung. Mit einem Prüfstand für Tragrollen ist deren Schallleistung bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten bestimmbar. Die Ergebnisse lassen Rückschlüsse auf die mechanische Belastung und die Schallemission beim Betrieb in einer Förderanlage zu. Die Arbeit benennt die Ursachen der Geräuschemissionen beim Ablauf der Rollen und stellt diese in Verbindung mit den Eigenschaften der Oberfläche und der Außermittigkeit der Drehachse dar. Die Prüfung beider Parameter basiert auf einer Rundlaufmessung. Die gewonnenen winkelabhängigen Daten erlauben eine Berechnung der Exzentrizität der Drehachse und des Verlaufs der Kreisformabweichung auf dem Rollenmantel. Daraus abgeleitete Kennwerte dienen als Vorgaben zur Anpassung und Entwicklung von Herstellungsverfahren sowie zur gezielten Auswahl geräuscharmer Tragrollen für Gurtförderanlagen. / Belt conveyor systems are used in mining operations and other industry sectors to transport bulk material. The plant operation is being linked to noise emissions. During inspections and maintenance this can cause an increased noise exposure for affected employees. In the environment of residential buildings or areas in need of protection the exceedance of immission guideline values can lead to a temporary operational limitation of these highly efficient plants. Noise abatement measures primarily at the source or in the vicinity are required to reduce noise immission. The idlers on the carrying belt side of the belt conveyor systems are of crucial importance to the acoustical properties. Their sound power level is determinable at different belt speeds with a test stand for idlers. The results allow conclusions about the mechanical stress and sound emissions during operation in a belt conveyor system. The thesis identifies the sources of noise during the roll process and places them in conjunction with the properties of the surface and the centre offset of the axis. The examination of these two parameters is based on a total indicator reading (TIR) measurement. The angle-dependent data obtained allow a calculation of the eccentricity of the axis and the curve of the circular deviation of the roller tubes. Therefrom derived characteristic values serve as specifications for the adaptation and development of manufacturing processes as well as for a careful selection of low noise idlers for belt conveyors.