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Unsicherheiten in der Abbildung von Dichtungsmedien in verschraubten Strukturen für die numerische und experimentelle Modalanalyse

* Presenting author
Day / Time: 20.03.2018, 14:40-15:00
Room: MW 1250
Typ: Vortrag (strukturierte Sitzung)
Abstract: Ziel dieser Arbeit ist es, den Einfluss von Dichtungen auf das vibroakustische Verhalten von verschraubten Strukturen zu untersuchen und in einem schlanken dreidimensionalen Finite-Element-Modell exakt abzubilden. Wie sich in der Praxis zeigt, besitzen die aus der eingeleiteten Schraubenvorspannkraft resultierenden Steifigkeiten von Fügepartner und der Schraube, sowie deren Unsicherheiten, einen hohen Einfluss auf das Modellergebnis. Der hier vorgestellte numerische Modellbildungsprozess beinhaltet neben der Abbildung dieser Schraubverbindungen vor allem die Implementierung eines Elastomers als Dichtung bzw. Zwischenmedium. Zur Validierung der Simulationsmodelle werden von zwei verschiedenen Baugruppen experimentell Eigenfrequenzen ermittelt und mit den numerischen Ergebnissen verglichen. Die Abweichungen in den Eigenfrequenzen zur Verschraubung ohne Dichtungen werden diskutiert. Darüber hinaus wird in dieser Arbeit die Sensitivität variierender Materialstärke des Elastomers auf die Eigenfrequenzen untersucht. Für den Dichtungswerkstoff werden ein nichtlineares hyperelastisches Materialmodell sowie ein vereinfachtes lineares Modell kreiert. Die Implementierung der Schraubverbindung in das numerische Modell wird auf der Basis einer umfangreichen Literaturrecherche zur Druckverteilung, Steifigkeitsverteilung und experimentellen Druckmessungen in der Kontaktzone mit ABAQUS/CAE durchgeführt. Es wird deutlich, dass die Lage der Dichtung einen entscheidenden Einfluss auf das vibroakustische Gesamtverhalten von verschraubten Baugruppen besitzt. Nichtsdestotrotz gelingt über das entwickelte numerische Modell eine zufriedenstellende und effiziente Abbildung der Eigenfrequenzen und deren Eigenschwingformen.