Untersuchungen zur akustischen Formteilauslegung
Michael Gieß
Das akustische Verhalten von Bauteilen für den automobilen Leichtbau steht zunehmend im Vordergrund der Entwicklungsaktivitäten von OEM und Zulieferer. Geräusche im Fahrzeug sind durch schalldämpfende Materialien und durch den Einsatz von Elektroantrieben stark reduziert worden, wodurch Störgeräusche von den Insassen verstärkt wahrgenommen werden. Durch Anregung von außen oder durch innere Geräuschbildung übertragen Komponenten des Fahrzeuginterieurs wie z. B. Instrumententafeln, Mittelkonsolen oder Handschuhkastenfächer die Schwingungen als Körperschall durch ihre Struktur und strahlen sie als Luftschall an den Fahrzeuginnenraum ab.
Derartige spritzgegossene, thermoplastische Formteile können in ihren akustischen Eigenschaften bezüglich ihrer Körperschallübertragung beeinflusst werden, indem ihr Werkstoff und die Orientie-rung in ihrer Mikrostruktur geändert werden. Um die Kosten und den Aufwand an Abmusterungen und an Laborprüfungen von Werkstoffen mit unterschiedlichen Füllstoffen, Faserverstärkungen und Prozessparameter zu reduzieren, kann dieses Körperschallverhalten von Bauteilen bereits in frühen Phasen der Produktentwicklung mit Hilfe von CAE-Software simuliert werden.
Im Rahmen dieser Dissertation wird durch Kopplung von Prozess- und Struktursimulation eine integrierte Methode zur akustischen Simulation von Formteilen aus thermoplastischem Werkstoff mit anisotroper Mikrostruktur, wie sie z. B. bei faserverstärkten oder gefüllten Thermoplasten vorhanden ist, entwickelt und verifiziert. Zudem werden auf Grundlage dieser Untersuchungen dem Konstrukteur Gestaltungsrichtlinien für die akustische Formteilauslegung zur Verfügung gestellt.
