Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWMLeichtbauweisen gewinnen zunehmend an Bedeutung für die Effizienzsteigerung und Ressourcenschonung in der deutschen Industrie. Besonders im Automobilbau, Maschinenbau, der Luft- und Raumfahrt sowie im Bauwesen sind sie von zentraler Relevanz. Das Projekt LEICHT_DISS zielte darauf ab, das Gewicht bestehender Leichtbaustrukturen zusätzlich zu reduzieren, indem innovative Dämpfungseffekte genutzt werden. Durch die Kombination von experimentellen Untersuchungen und Simulationen wurde eine neue Generation von Reibelementen untersucht, die praxisnahe Lösungen bieten.
LEICHT_DISS: Gewichtsreduzierung in Leichtbaustrukturen dynamisch belasteter Systeme durch neue energiedissipative Elemente
Abgeschlossenes Forschungsprojekt
Projektbeschreibung
Im Hinblick auf Effizienzsteigerung, Ressourcen- und Energieeinsparung sowie Verminderung der Emission von Treibhausgasen kommt Leichtbauweisen eine zunehmende Bedeutung für den Industriestandort Deutschland zu. Klassische Anwendungsgebiete finden sich im Automobilbau, dem Maschinen- und Anlagenbau, der Luft- und Raumfahrttechnik oder dem Bauwesen.
Für Leichtbaukonstruktionen ist das strukturdynamische Antwortverhalten unter ambienten Anregungen oder Anregungen durch Betriebszustände oftmals der begrenzende Faktor, insbesondere im Hinblick auf Nachweise von Gebrauchstauglichkeit, Lebensdauer oder Komfort. Leichtbaukonstruktionen zeigen unter dynamischen Belastungen aufgrund ungünstiger Anregungs- zu Eigenfrequenzverhältnisse oftmals große Schwingamplituden durch Anregungen nahe des oder im Resonanzbereich der Strukturen.
Ziel des Projekts LEICHT_DISS war es, bei heute üblichen und bereits gewichtsreduzierten Leichtbaustrukturen zusätzliches Gewicht einzusparen, indem hocheffiziente Dämpfungseffekte, die über Reibung Schwingungsenergie dissipieren, entwickelt und im Rahmen eines Optimierungsprozesses in der Struktur verteilt wurden.
Teilvorhaben Fraunhofer IWM
Durch mikrotribometrische Untersuchung verschiedener Materialkombinationen wurden optimale Voraussetzungen für maximale Energiedissipation in der Fügestelle geschaffen. Um diese Entwicklungen schnell und effizient durchzuführen, verfolgte das Projektteam einen Ansatz, der experimentelle Untersuchungen und Simulationsmodelle auf verschiedenen Skalen miteinander koppelt, um schlussendlich zu einer Familie von in der Praxis einsetzbaren Reibelementen sowie deren numerischen Modellen für den virtuellen Entwurfs- und Konstruktionsprozess zu gelangen. Hierfür wurden die nötigen Experimente, welche die erforderlichen Kennwerte liefern, am IWM durchgeführt und analysiert.
Transfer der Projektergebnisse in FuE-Leistungen des Fraunhofer IWM
- Analyse und Aufklärung der Geräuschentwicklung in Leichtbaustrukturen
- Konzeption und Bewertung innovativer Dämpfungselemente in Leichtbaustrukturen zur Schallminderung
- Entwicklung von Materiallösungen zur Verbesserung des Fahr- und Nutzungskomforts durch reduzierte Schwingungen und Geräusche in Fahrzeugen und Maschinen
Förderhinweis
