Reibungsdämpfung in ausgedehnten, verschraubten Fügestellen

Bei der Konstruktion von Maschinen ist es oftmals erforderlich, Schwingungen minimal zu halten. Um z.B. die Lebensdauer zu erhöhen, Material einzusparen oder den Geräuschpegel gering zu halten muss oft ein großer Aufwand zur Dämpfung von auftretenden Schwingungen betrieben werden. In vielen technischen Anwendungen werden Einzelteile miteinander verschraubt. Diese Fügestellen können gezielt und mit wenig Aufwand zur Schwingungsdämpfung herangezogen werden. Die Berechnung des dynamischen Verhaltens verschraubter Strukturen stellt immer noch eine Herausforderung dar. Es wurde eine Methode entwickelt, um den eingeschwungenen Zustand elastischer, miteinander verschraubter Körper mit rauen Fügestellen bei periodischer Anregung zu berechnen. Als Basis dienen Finite Elemente Modelle der einzelnen Teile, deren Freiheitsgrade durch modale Kondensation reduziert werden. Unter Anwendung des Verfahrens von Ritz und Galerkin wird eine Näherungslösung für den eingeschwungenen Zustand des nichtlinearen, gekoppelten Systems ermittelt. Abhängig von den Schraubenvorspannkräften sowie den bestimmenden Parametern der Kontaktflächen, Rautiefe und Reibungskoeffizient, kann die Systemantwort berechnet und optimiert werden. Um die Berechnungsmethode zu verifizieren wurden Experimente durchgeführt. Der Vergleich zwischen Messung und Rechnung zeigt eine gute Übereinstimmung. ({\copyright} 2010 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)