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NVH > Fragenkatalog > Flashcards

Fragenkatalog Flashcards

1
Q

Klassifizieren Sie Schwingungen nach Ihrer Ursache und ihrer Dämpfung.

A
  • Erzwungene Schwingung
  • Freie Schwingungen
  • Selbsterregte Schwingung
  • Gedämpfte Schwingung
  • ungedämpfte Schwingung
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2
Q

Nenne wesentliche Dämpfungsmechanismen im NVH-Bereich

A
  • Trockene Reibung (Fugendämpfung)
  • Flüssige Reibung (viskose Dämpfung)
  • Innere Reibung (Materialdämpfung)
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3
Q

Welche Schwingung stellt sich bei unterschiedlichen Etha’s ein?

A

< 1 schwache Dämpfung
= 1 Resonanzfall
> 1 starke Dämpfung

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4
Q

Was geschieht bei der Anregung im Resonanzfall?

A

Schwache Anregung = große Amplitude

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5
Q

Wie wird die Übertragungsfunktion gebildet und wofür dient sie?

A
  • Quotient aus Output zu Input
  • Dient zur Beschreibung des Übertragungsverhaltens
  • Aus gegebener Eingangsgröße kann Ausgangsgröße
    bestimmt werden
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6
Q

Wie erfolgt die analytische Lösung von Schwingungen/Anregungen?

A
  • Separate Betrachtung aller Anregungen

- Anschließende Superposition (Überlagerung)

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7
Q

Was geschieht bei der Fourier-Analyse und wie setzt sich dieses zusammen

A
  • Zerlegung des Signals in harmonische Anteile
  • Fourier-Reihe beschreibt eine periodische Funktion als
    Überlagerung von Sinus- und Kosinus-Funktionen
  • harmonische Grundschwingung mit Grundkreisfrequenz
    F=1/T → w
  • harmonische Oberschwingung ← deren Kreisfrequenzen
    = ein Vielfaches der Grundkreisfrequenz
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8
Q

Nenne Anwendungsbereiche der Fourir-Analyse

A
  • Dient zur Signalanalyse (wichtigstes Verfahren)
  • Frequenzanalyse
  • Frequenzfilterung
  • Akustik
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9
Q

Wie erfolgt die Fourier-Analyse in der digitalen Signalverarbeitung?

A
  • Zeitdiskretisierung durch Abtastung

- Betragsdiskretisierung der Eingangswerte

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10
Q

Mit welcher Frequenz muss eine Frequenz mindestens abgetastet werden, um diese exakt rekonstruieren zu können?

A
  • Mind. :2 x fmax, in der Praxis deutlich höher
  • Bei konstanter Abtastrate wird rekonstruierte Signal bei
    steigender Frequenz immer ungenauer
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11
Q

Was versteht man unter der Fast Fourier Transformation?

A
  • Aus n Eingangswerten werden komplexe Fourier-
    Koeffizienten generiert
  • Aus diesen Koeffizienten können Amplitude und
    Phasenlage bestimmt werden
  • Auch bei nichtperiodischen Signalen einsetzbar
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12
Q

Wodurch entsteht beim Dieselmotor eine hohe abstrahlbare Schallleistung?

A

Durch hohe Zylinderdrücke

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13
Q

Welche Modelle gibt es zur Beschreibung der Realität?

A
  • Diskretes Modell (begrenzte Anzahl an Freiheitsgraden
    → MKS und FEM )
  • Kontinuierliche Modelle (unendliche Anzahl an
    Freiheitsgraden, für einfache Geometrien [Platten,
    Membran])
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14
Q

Nenne die Ziele der Vertikaldynamik bei Fahrzeugen.

A
  • Fahrkomfort (geringe Aufbau und Vertikalbeschleunigung)

- Fahrsicherheit (geringe Radlastschwankungen)

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15
Q

Welcher Frequenzbereich ist für den Menschen unangenehm?

A

4-10 Hz

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16
Q

Welche Modelle gibt es zur Analyse der Vertikaldynamik?

A
  • Viertelmodell – Bewegung um Längs- und Querachse
    wird vernachlässigt
  • Einspurmodell - Bewegung um Längsachse wird
    vernachlässigt (zeitliche Anregung durch überfahren von
    Hindernissen abbildbar
  • Zweispurmodell – vollständige Modelllierung
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17
Q

Wie viele Freiheitsgrade hat ein 1-Massen- und ein 2-Massenschwinger?

A

1

2

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18
Q

Wovon hängt die Wahl des Modells ab und wie erfolgt damit die Analyse?

A
  • Von der Zielsetzung
  • Abbildung des Fahrzeugverhaltens durch ein
    Gleichungssystem abgebildet
  • Modell repräsentiert Massen., Dämpfungs- und
    Steifigkeitseigenschaften
  • Größe des GLS von Freiheitsgraden bestimmt (über 10
    Mio. Freiheitsgrade möglich)
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19
Q

Was versteht man unter Eigenmoden?

A
  • Moden beschreiben Schwingungsverhalten einer Struktur
    in der zugehörigen Eigenfrequenz
  • Reale Strukturen haben unendlich viele Eigenfrequenzen
  • Jede Eigenfrequenz hat eine Eigenmode
  • Schwingform mit ortabhängiger Amplitude, welche
    Bauteil bei Anregung zeigt
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20
Q

Wodurch werden Struktureigenschaften gebildet?

A

Eigenfrequenzen und Eigenmoden

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21
Q

Welcher Parameter beeinflusst maßgeblich die Eigenfrequenz eines Bauteils?

A

Verhältnis von Materialsteifigkeit zu Dichte

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22
Q

Wovon hängen die Eigenfrequenzen und die dazugehörigen Eigenmoden ab?

A
  • Geometrie
  • Material
  • Randbedingungen der Struktur
  • Unabhängig von äußeren Anregungen
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23
Q

Was versteht man unter der Modalanalyse?

A

Zerlegung der Schwingform in Anteile der Moden (Eigenformen)

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24
Q

Welche Arten der Modalanalyse gibt es?

A
  • Numerische Modalanalyse (mathematische Lösung)
  • Experimentelle Modalanalyse (Messen und
    Übertragungsfunktion bilden)
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25
Q

Welche Wellenarten gibt es? Nenne noch einige Besonderheiten.

A
  • Longitudinalwellen (Längswellen, Druck-/ Zugkräfte
    übertragbar, in Fluiden und Gasen)
  • Transversalwellen (Quer-, Schubwellen, nur in
    Festkörpern, Scherkräfte
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26
Q

Was ist eine Biegewelle?

A

Koppelung aus Longitudinal- und Transversalwelle

Große technische Bedeutung.

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27
Q

Nenne Besonderheiten/Eigenschaften des Luftschalls

A
  • Keine wahrnehmbare Bewegung
  • Hören durch Druckschwankung
  • Longitudinalwelle
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28
Q

Wie hoch ist die Schallgeschwindigkeit?

A

343 m/s

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29
Q

Wie ist die Kreiswellenzahl und die Kreiswellenfrequenz definiert?

A
  • k = (2*pi)/lambda

- omega = (2*pi)/T

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30
Q

Was versteht man unter der Superposition?

A

Überlagerung von Druckschwankungen zur Verstärkung oder zur Abschwächung
Anwendung = Antischall ← Lärmreduzierung

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31
Q

Was versteht man unter dem Begriff Reflexion?

A
  • Wenn Welle auf Grenzfläche des Ausbreitungsmediums
    trifft, ändert sich Wellenwiderstand (Impedanz).
  • Teil der Welle wird reflektiert
  • Teil breitet sich in anderem Medium aus
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32
Q

Was versteht man unter dem Begriff Totalreflexion?

A
  • Welle wird vollständig an Grenzfläche reflektiert
  • Wird gegenphasig reflektiert
  • Wellen überlagern (interferieren) sich
  • Es entsteht stehende Welle mit doppelter Amplitude
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33
Q

Was versteht man unter dem Begriff Phasengeschwindigkeit und unter Gruppengeschwindigkeit?

A
  • Schallgeschwindigkeit der jeweiligen Frequenz
  • Geschwindigkeit mit der sich die einhüllende des
    Wellenpaketes als einzelne fortbewegt
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34
Q

Was beschreibt die Schallintensität?

A
  • Den Energiefluss im Raum
  • Die Energie, die pro Zeiteinheit eine Einheitsfläche
    passiert
  • Wird als Vektor mit Betrag und Richtung dargestellt
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35
Q

Nenne je ein Beispiel für eine Energie- und eine Feldgröße

A
  • Energiegröße = Schallintensität

- Feldgröße = Schalldruck

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36
Q

Was passiert bei der Verdoppelung von Schallquellen?

A
  • Schallleistung verdoppelt sich

- Pegel erhöht sich dabei um 3 DB

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37
Q

Wie groß ist der wahrnehmbare Frequenzbereich des Menschen

A

16 Hz – 20 KHz

38
Q

Was ist bei der Angabe des Schallpegels zu beachten?

A

Das Frequenzband, auf dass sich der Wert bezieht

39
Q

Welche Frequenzbereiche werden maßgeblich den raumakustischen Eigenschaften zugeordnet? Welche Eigenschaften bestimmen die Intensität in der Fahrgastzelle?

A
  • Tieffrequente Raumakustik (20-400 Hz, FGZ:
    Raumresonanzen, Innenraummoden)
  • Hochfrequente Raumakustik (400-10000 Hz, FGZ:
    Absorption & Nachhallzeit, Schalldämmung,
    Sprachverständlichkeit)
40
Q

Wodurch wird die Raumakustik in einer Fahrgastzelle bestimmt?

A
  • Eigenfrequenzen (Raumresonanzen)

- Zugehörige Raummoden

41
Q

Wodurch werden akustische Anregungen verstärkt?

A
  • Wenn Anregung in der Frequenz einer Struktur-/
    Kavitätsmode
  • Fallen die Eigenfrequenzen von Struktur-/ Kavitätsmode
    zusammen → Verstärkung ist besonders groß
42
Q

Was stellen Raummoden dar?

A
  • Stehende Wellen im Raum
  • Welle wird an fester Wand reflektiert, schwingt
    gegenphasig, interferiert
43
Q

Was ist die Besonderheit bei Wellen zwischen zwei Wänden?

A
  • Stehende Wellen zwischen zwei Reflektoren können sich
    nur zwischen mit bestimmten Wellenlängen bilden
  • Vielfaches der Frequenz auch möglich
44
Q

Was geschieht mit den Raummoden bei zunehmender Frequenz?

A

Mode nicht nur von einer Richtung abhängig. = Komplexer

45
Q

Wie ist die Position des Fahrers in Bezug auf die Raummoden zu wählen?

A
  • Ohrposition im Bereich des Wellenbauchs = hoher
    Schalldruck
  • Ohrposition nahe des Knotens = niedriger Schalldruck
46
Q

Wodurch wird die Innenraummode des Fahrzeugs bestimmt?

A
  • Fahrzeugdesign

- Abhilfe durch Abdeckung des Kofferraums

47
Q

Wodurch wird die Eigenfrequenz des Innenraums bestimmt?

A

Durch die Geometrie

48
Q

Was versteht man unter Schallabsorption?

A

Verminderung der Schallenergie durch Reflektion einer Welle, insbesondere durch Dissipation

49
Q

Wie wird die Absorption erzielt?

A
  • Poröse Materialen (Reibungswärme der Luftmoleküle) ←
    sehr sehr gut
  • Membranabsorber (Masse-Feder-Prinzip, nur hohe
    Absorption bei Anregung durch Eigenfrequenz,
    Dämpfung durch Schwingung = Energiedissipation)
    Beispiel: Motorkapsel
  • Volumenresonatoren (Masse-Feder-Prinzip, nur hohe
    Absorption bei Anregung durch Eigenfrequenz,
    Dämpfung durch Schwingung = Energiedissipation)
    Beispiel: Ansaugsystem
50
Q

Nenne die wichtigste Kenngröße zur Beschreibung der Akustik eines Raums.

A

Nachhallzeit (Halligkeit eines Raumes, richtet sich nach Verwendungszweck)

51
Q

Was ist bei der erzielbaren Dämmung durch eine Platte (Wand) zu beachten? Was davon ist für die Fahrzeugakustik relevant?

A

Maßgeblich sind Frequenzbereiche zu betrachten:
- „1“ Steifigkeit der Platte bestimmt die Dämmung
- „2“ erste Eigenmoden der Wand werden angeregt →
Dämpfung relevant
- „3“ Masse der Wand bestimmt Dämmung
- „4“ Koinzidenzfrequenz, Dämmung bricht ein, Dämpfung
relevant
- relevant ist der 2 und der 4 Frequenzbereich

52
Q

Wie und wann erfolgt die Anregung von Glas

A

Wenn Koinzidenzfrequenz des Luftschalls auf die Biegewellenlänge der Glasplatte trifft

53
Q

Wodurch zeichnen Absorptionsmaterialen aus?

A
  • Schallwellen dringen ein und dissidieren

- Meist porös mit geringer Dichte (Schäume, Vlies)

54
Q

Wodurch zeichnen gute Dämmmaterialen aus?

A
  • Schallwellen werden möglichst reflektiert

- Meist massiv mit hoher Dichte (Beton, Stahl, Glas)

55
Q

Nenne 3 Hauptquellen für Geräusche im Fahrzeug.

A
  • Antriebseinheit
  • Fahrtwind
  • Reifen-Fahrbahn Interaktion
56
Q

Wie erfolgt die Anregung bei Körper- und bei Luftschall?

A

Körperschall:

  • Anregung der Karosserie durch Einzelkräfte
  • Biegewellenlänge wird durch Strukturmode bestimmt

Luftschall:
- Anregung der Karosserie durch Luftschallwellen
- Spurwellenlänge wird durch Luftschallwellenlänge
bestimmt

57
Q

Wie erfolgt die Anregung des Körper- und des Luftschalls durch den Motor und was kann dagegen unternommen werden?

A

Körperschall:
- Einleitung von Schwingungen über Lagerung, Raum- und
Strukturmoden bestimmen Übertragungsverhalten,
- typ. Frequenzen <400 Hz
- Isolation mittels elastischer Lager
- Verschiebung von Eigenfrequenzen und Moden

Luftschall:
- Luftschall wird von Motoroberfläche abgestrahlt und regt
Strukturflächen an,
- typ. Frequenzen >400Hz,
- Übertragungsverhalten wird durch Strukturdämmung
bestimmt,
- zusätzliche Absorption Erhöhung der Dämmung der Struktur

58
Q

Welche Geräusche treten durch den Motor auf?

A
  • Gas- und Massenkräfte (Körperschall)
  • Getriebe, Kurbeltrieb, Nebenaggregate (Körperschall)
  • Verbrennungsgeräusch (Luftschall)
  • Ladungswechselgeräusch (Luftschall)
59
Q

Warum sind Mehrzylindrische Motoren laufruhiger als Einzylindermotoren?

A
  • Massenkräfte reduzieren sich gegenseitig
  • Phasen der Kurbelwellenbeschleunigung werden
    vervielfacht
60
Q

Was ist eine Motorordnung?

A
  • Periodendauer von Gas- und Massenkräften ist
    Drehzahlabhängig
  • Massenkräfte führen zur Anregung in Richtung der
    Zylinderachse
  • Motorordnung bezeichnet ein Vielfaches der Drehzahl
    des Motors
    1. Ordnung → 1 x 6000 min-1 = 100Hz
    2. Ordnung → 2 x 6000 min-1 = 200Hz ……
61
Q

Wodurch entstehen beim 4-Zylinder Motor Massenkräfte 2. Ordnung? Wie können diese ausgeglichen werden? Bei welchen Motoren kann dieses Phänomen vernachlässigt werden?

A
  • Unterschiedliche Kolbengeschwindigkeit bei Aufwärts-
    und Abwärtshub
  • Einbau von Ausgleichswellen → Drehzahl = 2 x
    Motordrehzahl
  • Boxer-Motor und 6-Zylinder Motor
62
Q

Wie kann der Gaskraftschwankung eine Motorordnung zugeordnet werden?

A

4-Zylinder: Motorordnung= Zylinderanzahl/2

63
Q

Wie wird das Antriebsmoment (Einzylinder-Modell) bestimmt?

A
  • Man=rk*Ft

- Verbrennungsdruck – Vektorielle Kraft in Pleuelrichtung - –> Vektorielle Kraft am Kurbelwelle (Tangentialkraft)

64
Q

Wie ist der Tangentialkraftverlauf bei steigender Zylinderanzahl

A
  • 1-Zylinder = eine starke Anregung pro Periode
  • 2-Zylinder = zwei Anregungen pro Periode (720 Grad)
  • 4-Zylinder = vier Anregungen pro Periode
65
Q

Was verursachen Gas- und Massenkräfte?

A
  • Ungleichmäßigen Tangentialkraftverlauf = Laufunruhe
  • Bei mehreren Zylindern addieren sich Tangentialkräfte
    (zwei Richtungen)
  • Ausschläge der Tangentialkraft nehmen mit steigender
    Zylinderanzahl ab.
  • 4-Zylinder: Tangentialkraftschwankungen sind periodisch
    mit 2. Motorordnung
66
Q

Wie erfolgt die Geräuschbildung durch die Reifen und wie wird diese Übertragen?

A
  • Durch Strukturdeformation des Reifen
  • durch Ungleichförmigkeiten der Fahrbahn und des
    Reifens
  • <300 Hz = Abrollgeräusch als Körperschall übertragen
    –> Reduzierung durch modale Verstimmung
    >300 Hz = Übertragung der Abrollgeräusche durch Luftschall–> Reduzierung durch Dämmung und Absorption
67
Q

Nenne Entstehungsmechanismen für Abrollgeräusche.

A
  • Profilklotzaufschlag, Profilklotzausschnappen
  • Airpumping → Luft sammelt sich in Rillen, wird
    komprimiert und entweicht schlagartig
  • Schalltrichter Reifen zu Straße = Horneffekt
68
Q

Wie wirken Reifenhersteller der tonalen Anregung entgegen?

A

Unterschiedlich lange Blöcke um tonale Anregung zu „verschmieren“

69
Q

Was versteht man unter Kavitätsschwingung und wie kann dem entgegengewirkt werden?

A

Beim Abrollen werden Luftmoleküle im Reifeninneren angeregt. Vor allem, wenn Luftsäule in der ersten Raummode schwingt.
Absorber im Reifeninneren helfen

70
Q

Welche Vor- und Nachteile entstehen durch den Flüsterasphalt? Wie zeichnet dieser sich aus?

A
  • Offenporiger Asphalt (verringert Airpumping)
  • Schallabstrahlungseffizienz des Schalltrichters sinkt
  • Erhöhte Strukturschwingungsanregung durch
    Fahrbahntextur muss vermieden werden.
71
Q

Worin unterscheiden sich System- und Signalanalyse?

A
  • Auswertung der Systemantwort ohne Kenntnis der
    Anregung (Beispiel: Betriebsschwingungsanalyse)
  • Bestimmung von Systemeigenen Eigenschaften,
  • Analyse basiert auf Übertragungsfunktion, bei linearen
    Systemen ist die Übertragungsfunktion eine unabhängige
    Größe = Modalanalyse, Tranferpfadanalyse
72
Q

Wozu dient die Frequenzanalyse eines Signals?

A

Frequenzgehalt einzelner Signale interessanter für die Optimierung als ursprüngliches Zeitsignal, da Ursachen leichter bestimmbar
Gegenmaßnahmen können gezielt eingeleitet werden

73
Q

Wodurch wird die Identifizierung möglicher Ursachen durch Grafiken erleichtert?

A

Durch ein Campbell Diagramm Zuordnung von Signalen zu markanten Bereichen (Motorordnungen)

74
Q

Was versteht man unter der Ordnungsanalyse?

A
  • Aufteilung von Kräften in Anteile, die einer
    Motorordnung zugehörig sind!
  • Erregerkräfte können Signalanteilen der
    Motorordnungen können identifiziert werden
75
Q

Wie erfolgt die gezielte Optimierung mittels der Ordnungsanalyse?

A
  • Dort wo sich Gesamtpegel und Schallpegel der 2.
    Ordnung überlagern, kann optimiert werden.
  • Peaks im Verlauf will man eliminieren, Bsp.: mit
    Ausgleichswellen
76
Q

Was versteht man unter der Betriebsschwingungsanalyse?

A
  • Lastabhängiges Schwingverhalten in untersch.
    Betriebsbereichen
  • Betriebsschwingung = Linearkombination der
    Eigenmoden
77
Q

Welche Möglichkeiten eröffnet die Modalanalyse?

A

Strukturbeschreibung mittels Eigenmoden (analytisch oder experimentell)

  • Niederfrequent: einfache Analyse
  • Hochfrequent = sehr aufwendig
78
Q

Wie erfolgt die Signalanalyse mit dem Source-Path-Receiver Modell und wie kann das Übertragungsverhalten beschrieben werden?

A
  • Source = dynamische Erregerkräfte
  • Path = Strukturdynamik des Fahrzeugs
  • Path = Fluiddynamik des Fahrzeuginnenraums
  • Receiver = Schalldruck an Ohrposition

Beschreibung durch Übertragungsfunktion, System wird als Black-Box betrachtet
Was kommt rein, was geht raus

79
Q

Welche Eingriffe ergeben sich durch die Transferpfadanalyse zur Optimierung der Transferpfade

A

Eigenfrequenzen kritischer Strukturmoden können verschoben werden
Starke Koppelung, wenn Eigenfrequenz von Struktur und Fluid zusammenfällt, –> VERMEIDEN

80
Q

Nenne Maßnahmen zur Reduzierung des Schalls durch Energiereflektion!

A

Isolation (Körperschall):
- Motorlager, Fahrwerkslager, Komponentenlager

Dämmung (Luftschall):
- Stirnwandisolation, Teppiche, Scheiben, Karosserie

81
Q

Nenne Maßnahmen zur Reduzierung des Schalls durch Energiedissipation!

A

Dämpfung (Körperschall):
- Deadener im Karosseriebereich, Motorlager, Tilger
(Schwingungsdämpfer)

Absorption (Luftschall):
- Teppiche, Dachhimmel, Sitze, Motorraumabsorber

82
Q

Nenne Kriterien zur Ausführung NVH-relevanter Maßnahmen

A
  • Kosten
  • Gewicht
  • Bauraum
  • Umweltverträglichkeit
  • Kundenanforderungen
  • Komplexität der Kontruktion
83
Q

Welche Analyseform wird häufig zur effizienten Abstimmung von NVH-Problemen eingesetzt?

A

Source-Path-Receiver Modell

84
Q

Wo können Geräuschminderungen eingeleitet werden und welche Nebeneffekte werden erzielt?

A
  • An Geräuschquelle am Effektivsten, kann Gewicht und
    Kosten des NVH Packages senken
  • Am Übertragungspfad, Transferpfadanalyse notwendig,
    Gewicht und Kosten berücksichtigen
  • Am Empfänger/Ohr kaum umsetzbar
85
Q

Nenne typische Bauteile des NVH-Packages.

A
  • Hood (Motorhaube)
  • Headliner (Dachhimmel)
  • Door Trim
  • Teppich
  • Verklebbare Dämpfer
  • Radkastenabsorber
86
Q

Wofür steht NVH. Ordne jedem einen Frequenzbereich zu und ein Beispiel zu.

A

Noise / Geräusch: 20 Hz - 20kHz (Brummen, Nageln, Verbrennung, Windgeräusche)
Vibration / Schwingungen: < 100 Hz (Stuckern, Leerlaufschütteln)
Harshness / Rauigkeit: 20 Hz - 100 Hz (Übergangsbereich, Schall und Schwingung gleichzeitig wahrnehmbar) –> (Dröhnen, Zittern)

87
Q

Nenne Geräuscheigenschaften von Brummen.

A
  • tiefer Frequenzbereich
  • schmale Bandbreite
  • tonale Geräuschart
  • Entstehung: Motor und Abgasanlage
88
Q

Nenne Geräuscheigenschaften vom Diesel-Nageln.

A
  • hoher Frequenzbereich
  • schmale Bandbreite
  • Impulshafte Geräuschart
  • Entstehung: Zylinder
89
Q

Nenne Geräuscheigenschaften vom Pfeifen.

A
  • hoher Frequenzbereich
  • schmale Bandbreite
  • tonale Geräuschart
  • Entstehung: Turbolader
90
Q

Nenne Geräuscheigenschaften vom Kreischen.

A
  • hoher Frequenzbereich
  • schmale Bandbreite
  • stochastische Geräuschart
  • Entstehung: Lichtmaschine
91
Q

Nenne Schnittstellen der NVH-Entwicklung.

A
  • Chassis
  • Karosserie
  • Motor- Getriebeverbung (Antriebsstrang)
  • Innenraumbauteile

NVH (1 decks)

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