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Masterarbeit / Projektarbeit: Experimentelle Untersuchung 3D-gedruckter akustischer Metamaterialien zur Schalldämpfung in KFZ-Klimasystemen

Masterarbeit / Projektarbeit

Hintergrund:

Die Geräuschkulisse in der Fahrgastzelle eines KFZ ist ein markantes Qualitätsmerkmal mit hohem Stellenwert. Insbesondere in Elektrofahrzeugen, bei welchen Motorengeräusche eine untergeordnete Rolle spielen, tritt das Klimasystemgeräusch akustisch in den Vordergrund. Deshalb gilt es dieses mithilfe von Schalldämpfern möglichst leise und angenehm zu gestalten. Eine Herausforderung bei der Entwicklung entsprechender Schalldämpfer ist der begrenzte Bauraum im Klimasystem. Aus diesem Grund sollen akustische Metamaterialien zum Einsatz kommen. Mithilfe dieser Materialien soll es gelingen das Absorptionserhalten trotz des begrenzten Bauraumes gezielt entsprechend spektraler Vorgaben anzupassen und zu optimieren. Unter akustischen Metamaterialien sind hier sehr feine additiv gefertigte periodische Gitterstrukturen zu verstehen (vgl. Abbildung).

 

Aufgabenstellung:

Aufbauend auf einer Literaturrecherche werden experimentelle Untersuchungen an akustischen Metamaterialien zur Schalldämpfung durchgeführt. Die Metamaterialien werden mittels additiver Fertigung hergestellt. Das Dämpfungsverhalten ist von der Gitterkonstante und dem Füllungsverhältnis aus Material und Luft abhängig. Im Rahmen einer Parameterstudie gilt es die genannten Größen gezielt zu variieren und das resultierende Dämpfungsverhalten zu bestimmen. Die Messungen werden an einem Akustik-Prüfstand durchgeführt, mit dem die Dämpfungseigenschaften von Schalldämpfern charakterisiert werden.

 

Ablauf:

  • Literaturrecherche und Einarbeitung in die Thematik
  • Ausarbeitung einer Parameterstudie und Entwurf der Metamaterialien im CAD.
  • Experimentelle Bestimmung der akustischen Dämpfungseigenschaften.
  • Auswertung und Analyse der Messdaten in Matlab.

Anforderungen:

  • Grundkenntnisse in technischer Akustik
  • Kenntnisse im CAD und in Matlab
  • Selbständiges und gewissenhaftes Arbeiten

Beginn: ab sofort

Betreuer:

Benedikt Berchtenbreiter, M. Sc.

Wiss. Mitarbeiter
Raum: Raum 0.522