Induktives Dämpfen von Strukturschwingungen

Hintergrund

Schwingungen in mechanischen Systemen sind häufig unerwünscht und können Folgen wie Geräuschemmission bis hin zu Systemversagen haben. In vielen technischen Anwendungen werden daher Schwingungsdämpfer eingesetzt, um Strukturschwingungen zu verringern. Es gibt verschiedene Ansätze, um dies zu erreichen. Ein moderner Ansatz ist es, elektromagnetische Induktion zu nutzen, um die mechanische Energie der Schwingung in elektrische Energie umzuwandeln. Die elektrische Energie kann anschließend aus dem System genommen werden indem sie z.B. in elektrischen Widerständen in Wärme umgewandelt wird oder aber auch gespeichert wird im Sinne des Energy Harvesting.

Ziel der Forschung ist es Netzwerke aus induktiven Dämpfungselementen zu untersuchen und so effektiv Strukturschwingungen zu unterdrücken.

Methodik

Um ein grundlegendes Verständnis für die Interaktion von Elektrik, Magnetik und Mechanik aufzubauen, werden verschiedene Minimalmodelle mit analytischen Methoden systematisch untersucht.

Auf Basis der untersuchten Minimalmodelle werden dann erweiterte Dämpfungsmodule entwickelt und hinsichtlich ihrer Effektivität untersucht. In diesem Schritt steht insbesondere die Anpassbarkeit der Module an unterschiedliche Umwelteinflüsse eine Rolle.

Die entwickelten Module sollen im Weiteren intelligent vernetzt werden, um eine möglichst effektive Reduktion von Strukturschwingungen zu erzielen.

Die gewonnen Erkenntnisse werden projektbegleitend durch Versuche und FE-Simulationen validiert.

  • Rosenboom, M. & Hetzler, H. (2020). Damping based on electromagnetic induction: A comparison of different minimal models. PAMM.
  • Rosenboom, M. & Hetzler, H. (2022). Nonlinear eddy current damping device with adjustable damping properties. Proceedings of ISMA 2022.
  • Rosenboom, M. & Hetzler, H. (2024). A systematic approach to smart damping of mechanical systems based on inductive electro-mechanical coupling, In: Eberhard, P. (Ed.): Calm, Smooth and Smart - Novel Approaches for Influencing Vibrations by Means of Deliberately Introduced Dissipation. Lecture Notes in Applied and Computational Mechanics, pp. 63-81, Springer, Cham, 2024.