Theoretische- und experimentelle Untersuchung zum Schwingungsverhalten von Systemen mit Wirbelstromdämpfern
Hintergrund
Das dynamische Verhalten eines schwingungsfähigen Systems wird maßgeblich durch dissipative Elemente beeinflusst. Eine interessante Möglichkeit zur kontaktlosen und einstellbaren Dämpfung von schwingungsfähigen Systemen stellen Wirbelstromdämpfer dar. Sie kommen unter anderem in Sportwagen oder der Niederdruckstufe von Turbinen zum Einsatz. Genau wie Wirbelstrombremsen basieren sie auf dem Prinzip der Induktion. Durch die Relativbewegung zwischen einem magnetisierten Objekt und einem Leiter werden Wirbelströme in letzterem induziert. Auf diesem Weg wird mechanische Arbeit in Wärme umgewandelt.
lm Rahmen der Arbeit soll zuerst ein Minimalmodell für ein schwingungsfähiges System mit Wirbelstromdämpfer aufgestellt werden. Dazu soll eine numerische Simulation des lnduktionsvorgangs mit Hilfe der Finite Elemente Methode umgesetzt werden und ein kondensiertes Dämpferkraftmodell entwickelt werden. Das so ermittelte dynamische Verhalten soll dann mittels eines einfachen Demonstrators experimentell validiert werden.
Aufgaben
- Aufstellen eines Minimalmodells für ein schwingungsfähiges System mit Wirbelstromdämpfer
- Numerische Simulation des lnduktionsvorgangs mit Hilfe der Finite Elemente Methode
- Ableiten eines kondensierten Dämpferkraftmodells zur vereinfachten Berechnung
- Experimentelle Validierung durch Aufbau eines einfachen Demonstrators
- Erstellen einer schriftlichen Ausarbeitung
Empfohlene Voraussetzungen
gute Kenntnisse in: TM 1-3, Schwingungstechnik, Maschinen- und Rotordynamik
von Vorteil sind Kenntnisse in: Finite-Elemente Methode, Elektrodynamik
Ansprechpartner
M.Sc. Felix Boy, Raum 2515, boy@uni-kassel.de