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Modale Dämpfung

Die modale Dämpfung wird als Verhältnis der kritischen Dämpfung Ccr für jede Schwingung definiert. Die kritische Dämpfung Ccr ist der kleinste Dämpfungswert, der ein System wieder in die Gleichgewichtslage (ohne Oszillation) bringt.

Das modale Dämpfungsverhältnis kann mit geeigneten Feldversuchen genau bestimmt werden. Das Verhältnis schwankt zwischen 0,01 für Systeme mit geringer Dämpfung und 0,15 für Systeme mit hoher Dämpfung.

Wenn keine Versuchsdaten vorliegen, bestimmen Sie anhand von Daten einer vergleichbaren Systemklasse die Dämpfungseigenschaften. Kleinere Verhältniswerte sind konservativer, da bei größeren Verhältniswerten die Schwingungsamplituden reduziert werden. Im Allgemeinen führt die Vernachlässigung der Dämpfung zu einer konservativen Schätzung der Systemreaktion.

Viskose Dämpfungsverhältnisse für unterschiedliche Systeme und Materialien

System Viskoses Dämpfungsverhältnis ζ (als Prozentsätze der kritischen Dämpfung)
Metalle (im elastischen Bereich) kleiner als 0,01
Durchgängige Metallstrukturen 0,02 – 0,04
Metallstrukturen mit Verbindungen 0,03 – 0,07
Aluminium-/Stahl-Übertragungskanäle ~ 0,04
Rohrsysteme mit kleinem Durchmesser 0,01 – 0,02
Rohrsysteme mit großem Durchmesser 0,02 – 0,03
Fahrzeugstoßdämpfer ~ 0,30
Gummi 0,05
Hochhäuser bei Erdbeben 0,01 – 0,05
Spannbetonstrukturen 0,02 – 0,05
Stahlbetonstrukturen 0,04 – 0,07
Die Daten stammen aus: Vince Adams and Abraham Askenazi, Building Better Products with Finite Element Analysis, OnWord Press, Santa Fe, NM.
Material Viskoses Dämpfungsverhältnis ζ (unter ca. 20 ºC)
Aluminium ~ 0.5 10-4
Reines Blei ~ 10-2
Eisen 1 bis 3 10-4
Kupfer (polykristallin) 10-3
Magnesium ~ 0.5 10-4
Messing < 0.5 10-3
Nickel < 0.5 10-3
Silber < 1.5 10-3
Wismut ~ 4 10-4
Zink ~ 1.5 10-4
Zinn ~ 10 10-4
Die viskosen Dämpfungsverhältnisse wurden anhand des in der folgenden Publikation aufgeführten Biegeverlustfaktors des Materials, dividiert durch 2, ermittelt: L.Cremer and M. Heckl, Stucture-Borne Sound, Springer-Verlag, New York, 1988 (Aktuelle deutsche Ausgabe: Körperschall, Physikalische Grundlagen und technische Anwendungen, Lothar Cremer, Manfred Heckl 2007, Neuaufl. XX, Springer-Verlag, Berlin).


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