@phdthesis{Langhof2014, author = {Langhof, Carsten}, title = {Schalld{\"a}mmung strukturierter Bleche}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-33984}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2014}, abstract = {Strukturierte Bleche besitzen eingepr{\"a}gte, regelm{\"a}ßige Beulungen und Geometrien, die ihre Biegesteifigkeit in einigen Bauteilachsen gegen{\"u}ber glatten Blechen erh{\"o}hen. Somit bieten sie großes Potenzial f{\"u}r den Leichtbaueinsatz, etwa in der Fahrzeugtechnik oder der Luftfahrt. Jedoch hat diese erh{\"o}hte Steifigkeit einen nachteiligen Effekt auf die Schalld{\"a}mmung. Nicht nur, dass bei Einsatz solcher Bleche mit {\"a}hnlicher Steifigkeit wie glatte Blechen eine Verringerung der Blechdicke und damit der fl{\"a}chenbezogenen Masse zu erwarten ist, auch da die strukturierten Bleche orthotrope Eigenschaften besitzen, verringert sich die Luftschalld{\"a}mmung. Dies ist der Fall, da sich der Bereich der Koinzidenzfrequenzen, in dem das Schalld{\"a}mmmaß vergleichsweise gering ist, {\"u}ber einen gr{\"o}ßeren Frequenzbereich erstreckt. Eine M{\"o}glichkeit, die Schalld{\"a}mmung von leichten und steifen W{\"a}nden zu erh{\"o}hen, ist die Verwendung von Doppelwandkonstruktionen. Die hier betrachteten strukturierten Bleche aus Stahl der Dicke 0,5 mm, 0,7 mm und 1,0 mm besitzen eine sechseckige Wabenstruktur und eine etwa dreifach h{\"o}here Biegesteifigkeit gegen{\"u}ber glatten Blechen gleicher Dicke. Die Strukturen sind parametrisiert durch ihre Schl{\"u}sselweiten, die Wabengr{\"o}ßen, von 33 mm, 43 mm und 51 mm. Weiterhin werden kleinere Variationen dieser Strukturgeometrien verwendet. In der vorliegenden Dissertation wird die Luftschalld{\"a}mmung von Einfachw{\"a}nden und von Doppelw{\"a}nden aus glatten und aus strukturierten Blechen untersucht. Im Gegensatz zu den Kenntnissen {\"u}ber Vorhersage der Luftschalld{\"a}mmung bei Einsatz von glatten Blechen ist diese Vorhersage f{\"u}r strukturierte Bleche nicht ohne Weiteres m{\"o}glich. Es werden daher numerische Modellierungen und Berechnungen des Schalld{\"a}mmmaßes dieser Konstruktionen mit der Finite-Elemente-Methode vorgestellt. In einem Fensterpr{\"u}fstand erfolgte Messungen dieses Parameters an glatten und strukturierten Blechproben werden mit den Simulationsergebnissen verglichen. Erg{\"a}nzend werden analytische Berechnungen zur Schalld{\"a}mmung isotroper und orthotroper Platten durchgef{\"u}hrt. Der betrachtete Frequenzbereich erstreckt sich immer bis mindestens 10 kHz. Die Schalld{\"a}mmung strukturierter Einfachw{\"a}nde verh{\"a}lt sich unterhalb eines gewissen Frequenzbereiches gleich dem einer glatten Wand, ab etwa 4 kHz tritt in {\"a}hnlicher Form bei allen Blechdicken und Schl{\"u}sselweiten eine Verringerung des Schalld{\"a}mmmaßes von bis zu 15 dB auf, diese erstreckt sich bis in sehr hohe Frequenzen. In diesem Frequenzbereich ab 4 kHz aufw{\"a}rts zeigen sich in der Modalanalyse der Bleche Moden einzelner Waben, die glatte Bleche nicht aufweisen. Auch die Wellenl{\"a}ngen der Biegewellen, die die Bleche in diesem Frequenzbereich ausbilden, besitzen Gr{\"o}ßenordnungen {\"a}hnlich der Wabengr{\"o}ßen. Neben der erh{\"o}hten Steifigkeit ist diese {\"U}bereinstimmung eine weitere Erkl{\"a}rung f{\"u}r die ver{\"a}nderte und verringerte Schalld{\"a}mmung strukturierter Bleche. Doppelw{\"a}nde aus strukturierten Blechen zeigen einen {\"a}hnlichen Verlauf des Schalld{\"a}mmmaßes, hier verringert sich die Schalld{\"a}mmung gegen{\"u}ber glatten Blechen um bis zu 25 dB. Die Ergebnisse der Simulationen und der Messungen stimmen dabei sehr gut {\"u}berein und decken sich mit den analytischen Berechnungen. Darauf aufbauend werden Variationen der Schl{\"u}sselweite, der Strukturgeometrie, der Wabenh{\"o}he, der Ausrichtung der Waben, des Werkstoffes durch {\"A}nderung der fl{\"a}chenbezogenen Masse sowie nur f{\"u}r Doppelwand Variationen des Wandabstandes, der Zwischenraumbed{\"a}mpfung und der Verbindungsart der Schalen untersucht und die Ergebnisse diskutiert. Es zeigt sich, dass die Luftschalld{\"a}mmung von Konstruktionen aus strukturierten Blechen berechenbar und somit vorhersagbar ist.}, subject = {Schalld{\"a}mmung; Strukturierte Bleche; Double wall; Orthotropic plate; FEM; Structured sheet metal; Sound insulation; FEM; Orthotrope Platte; Doppelwand; Strukturiertes Blech; Schalld{\"a}mmung}, language = {de} }