Akustik-Prüffeld

• Fachliche Zuordnung: Mechanik und Konstruktiver Maschinenbau
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 584960015

Die Betrachtung von Geräuschen und Schwingungen technischer Systeme ist für die meisten Anwendungen unerlässlich. Dies gilt gleichermaßen für den Maschinenbau, den Fahrzeugbau, den Schiffbau, die Energietechnik, die Medizintechnik, die Elektrotechnik und viele weitere Disziplinen. Das Verständnis und die Analyse von Geräuschen und Schwingungen sind entscheidend, um deren Auswirkungen auf Funktion, Sicherheit und Lebensdauer von Maschinen oder Anlagen zu bewerten. Neben simulativen Methoden ist daher die präzise, kontaktlose Messung und Analyse von Schwingungen und Schall ein grundlegender Baustein für die Weiterentwicklung technischer Systeme. Die hochpräzise Erfassung von Geräuschen und Schwingungen schafft die Grundlage für die Forschung auf dem Gebiet der Validierung numerischer dynamischer Struktur- und Akustikmodellen, die Bestimmung von dynamischen Materialeigenschaften sowie die Früherkennung von schädigenden Betriebszuständen. Mit der beantragten Erneuerung des Akustik-Prüffelds, soll eine leistungsfähige Infrastruktur zur hochaufgelösten, berührungslosen Messung von Geräuschen und schnellen Strukturbewegungen bereitgestellt werden. Das System ermöglicht die präzise Anregung und Erfassung von Schwingungen und Schall selbst kleinster, hochfrequenter und schnell transienter Bewegungen. Die beantragte Akustik-Prüffeld Gerätekonfiguration umfasst ein System, das • aus einem Scanning-Laser-Vibrometer besteht, das mit flexiblen optischen Modulen Oberflächen vermessen kann, unempfindlich gegenüber Oberflächenrauigkeit, Reflexionen und in-plane-Schwingungen ist. • Einer automatisierten Impulsanregung und Triggerung. • Einem Mikrofon-Array incl. Messdatenerfassung. Dieses Messsystem wird in mehreren wissenschaftlichen Vorhaben eingesetzt. Dazu gehören: • Validierung der Randbedingungen zur Bewertung neuer Berechnungs- und Modellreduktionsansätze für die transiente Akustiksimulation auf Basis von Strukturschwingungen, um deren Weiterentwicklung für industrielle Anwendungen zu ermöglichen. • Analyse und Optimierung der dynamischen Transfersteifigkeiten von Aggregatlagern. • Entwicklung eines simulationsbasierten Verfahrens zur akustischen Auslegung leiser wassergekühlter Elektromotoren. • Effiziente akustische Berechnung elektrischer Antriebe in transienten Betriebszuständen. • Psychoakustische Schallanalyse elektrisch angetriebener Fahrzeuge. • Modalbasierte Diagnostik zur temperaturabhängigen Bestimmung von orthotropen Materialparametern additiv geschweißter Bauteile. • Auswirkungen der Schwingungen des Schmelzbades beim Schweißen auf Kornverfeinerungseffekte. Durch die verbesserte Messgenauigkeit und räumliche Auflösung des neuen Systems können experimentelle Forschungsmethoden deutlich erweitert und methodisch vertieft werden. Das Gerät stellt damit einen zentralen Baustein für die Weiterentwicklung der experimentellen Forschung am Standort der THU dar und unterstützt zugleich die wissenschaftliche Ausbildung in modernen Messtechniken.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Akustik-Prüffeld (Erneuerung)
• Gerätegruppe: 5740 Laser in der Fertigung
• Antragstellende Institution: Technische Hochschule Ulm
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Bernd Graf