Validierung von Methoden zur Berechnung und Reduzierung der Schallabstrahlung von Getriebegehäusen

Graf, Bernd

An drei unterschiedlich komplexen Getriebegehäusen, einem unverrippten Prinzip-Getriebegehäuse, einem Hinterachsgetriebegehäuse und einem hochgradig verrippten Synchrongetriebegehäuse, wird die quantitative Aussagekraft der Schwingungs- und Schallabstrahlungsberechnung mittels der Finite-Element- bzw. der Boundary-Element-Methode bei den ersten 40 Eigenfrequenzen untersucht und optimiert. Um die Genauig-keit der einzelnen Simulationsschritte und die Auswirkungen der Fertigungsungenauig-keiten auf die Strukturdynamik quantitativ bestimmen zu können, werden auch digitali-sierte Modelle verwendet und deren Ergebnisse parallel zu jedem Schritt den Messun-gen gegenübergestellt. Eine Validierung der Berechnungsverfahren kann durch einen mittleren MAC-Wert von bis zu 98 % und die Reduzierung der Streuung der Schallab-strahlungsberechnung auf 0,7 dB auf hohem Niveau erreicht werden. Die experimentell ermittelten Größen fließen in zusätzliche Berechnungen ein, um die Effektivität von globalen Model-Updating-Methoden zu quantifizieren. Diese Vergleiche ermöglichen es dem Anwender, die Genauigkeit von Schallabstrahlungsberechnungen, in Abhängig-keit von der Komplexität des Gehäuses, der Modellgüte und der Updating-Methode, abzuschätzen. Ein effizienterer Einsatz von Messungen und eine Verringerung der An-zahl an Prototypen ist damit möglich. Die validierte Methodik der Schallabstrahlungsberechnung wird in einem folgenden Schritt angewendet, um mittels Parameterstudien Richtlinien für die Konstruktion von akustisch optimierten Getriebegehäuse-Verrippungen bis 4000 Hz aufzustellen. Die Einführung und Anwendung von gemittelten generalisierten Anregungskräften ermög-licht es hierbei, die Neigung jeder Eigenform zur Schallabstrahlung unabhängig vom Anregungsort zu ermitteln. Dadurch kann die Effektivität von Verrippungen bei allen Eigenfrequenzen eindeutig und frequenzbereichsabhängig analysiert werden.

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Graf, Bernd: Validierung von Methoden zur Berechnung und Reduzierung der Schallabstrahlung von Getriebegehäusen. 2007.

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