Es wird ein Verfahren zur Entwicklung vibrationsarmer Maschinenrahmen vorgestellt. Am Beispiel eines Motorradrahmens wird die Anwendbarkeit demonstriert. Die Reduzierung von Vibrationen für allgemeine Maschinenstrukturen, die unterschiedlichen Belastungen ausgesetzt werden und verschiedene Schwingungsantworten und Resonanzpunkte haben, wurde als mehrdimensionales Optimierungsproblem formuliert. Für die Lösung dieser Probleme wird ein Mini-Max-Verfahren angegeben (Lösungsverfahren nach Tschebyscheff, auch als Verfahren zur Minimierung der Maximalbedingung bezeichnet). Bei Motorradrahmen sollen die Schwingungen an den Lenkergriffen und an den Fußrasten möglichst gering sein. Da die Schwingungsanregungen durch den Motor über einen breiten Frequenzbereich laufen und noch gegenläufige Effekte, wie die Reduzierung der Verwindung und die Verringerung des Rahmengewichts hinzukommen, ist eine Gewichtung der Einflüsse notwendig. Am Ende wurde das Schwingungsniveau um 30 % reduziert und der Rahmen war mit 17,4 kg etwas leichter. Die Schwingungsfrequenzen des Rahmens liegen zwischen 0 und 300 Hz, mit Maxima von 25 G und 27 G bei 125 Hz und 230 Hz am Lenkergriff, die Fußraste vorn hat mehrere kleine Maxima und ein mit der Frequenz zunehmendes Schwingungsniveau bis 9 G, die hintere Fußraste ein breites Maximum mit einem Hauptpeak von 26 G bei 170 Hz und zwei kleineren bei 110 und 210 Hz (10 G und 15 G). (Mergler)
Design optimization for dynamic response of machine structures using a mini-max method
Optimierung der dynamischen Antwort von Maschinenstrukturen unter Verwendung einer Minimum-Maximum-Methode
1993
8 Seiten, 11 Bilder, 6 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Englisch
Topology optimization of structures under dynamic response constraints
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