Dämpfungsverhalten unterschiedlicher Fluide in einem Flüssigkeitstilgersystem

Die Verwendung von Flüssigkeitstilgersystemen (Tuned liquid column dampers - TLCD) zur Dämpfung unerwünschter Strukturschwingungen stellt eine gute Alternative zu herkömmlichen Dämpfungssystemen dar. Diese werden in der Regel durch sogenannte Isolatoren oder Dissipatoren bzw. mithilfe von Masse-Feder-Dämpfern (TMD) reduziert. Isolatoren und Dissipatoren arbeiten ohne zusätzliche Masse, TMD-Systeme besitzen eine zusätzliche Masse, welche über eine Feder und meist einen viskosen Dämpfer mit dem Hauptsystem gekoppelt ist. Eben diese zusätzliche Masse sorgt sowohl beim TMD als auch beim Flüssigkeitstilger durch ihre dem Hauptsystem gegenläufige Bewegung für den gewünschten Dämpfungseffekt. Die theoretischen wie auch praktischen Laboruntersuchungen der Bemessungsparameter des Flüssigkeitstilgers sind Gegenstand des vorliegenden Beitrags. Besonderes Augenmerk liegt hierbei auf der Eigendämpfung des Fluids. Diese hängt wesentlich von den rheologischen Eigenschaften der Flüssigkeit selbst ab und weist dementsprechend - je nach Flüssigkeit - relativ große Unterschiede auf. Dieser Beitrag beschreibt zum einen theoretische, rheologische Grundlagen und zum anderen untersucht und überprüft er deren Auswirkungen auf das Dämpfungsverhalten eines Flüssigkeitstilgers anhand von Versuchsergebnissen. Ziel war es, die Auswirkungen der Flüssigkeitseigenschaften wie Viskosität, Scherraten, Dichte usw. auf die Eigendämpfung der Flüssigkeit darzustellen und zu vergleichen. Darüber hinaus sollte der Zusammenhang von Tilgerdämpfung und der Dämpfung des Gesamtsystems dargestellt werden. Dafür wurden mittels eines eigens entwickelten Versuchsstands Ausschwingversuche durchgeführt und die ausgewerteten Zeitverläufe gegenübergestellt.