Mechanische und piezoelektrische Tilger zur Schwingungsminderung
Marcus Neubauer, Jörg Wallaschek
Der Einsatz von Tilgern ist ein bewährtes Mittel zur Schwingungsreduktion. Durch geeignete Abstimmung lassen sich sowohl kontinuierlich wirkende externe Anregungen als auch freie Schwingungen bedämpfen, wobei die Wirkung mit größerer Tilgermasse zunimmt.
Insbesondere im Zusammenhang mit adaptiven Leichtbaustrukturen sind piezoelektrische Tilger eine interessante Alternative. Hierbei wird das Tilgungssystem durch ein elektrisches Netzwerk realisiert, während das Piezoelement als Energiewandler fungiert. Durch schaltende Netzwerke oder synthetische negative Kapazitäten kann die Dämpfungsleistung des Systems weiter gesteigert werden.
Diese Arbeit stellt eine Weiterentwicklung der herkömmlichen Tilgernetzwerke vor, während die optimale Auslegung des Piezoelementes auf Grundlage des generalisierten Kopplungsfaktors erfolgt. Hierbei werden klare Auslegungsvorschriften entwickelt, um eine möglichst effektive Ausnutzung des Piezomaterials zu erzielen. Die Ergebnisse lassen sich sowohl für die Schwingungsdämpfung als auch das Energy Harvesting anwenden.
