Moritz, Karsten (2017)
Luft- und körperschallbasierte psychoakustische Analyse von Getriebegeräuschen.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

Kurzbeschreibung (Abstract)

Die Arbeit thematisiert die Erfassung und Nutzung psychoakustischer Attribute von Getriebegeräuschen. Dabei ist neben der Analyse der Einflüsse bestimmter Getriebeparameter auf die psychoakustischen Attribute Lautheit, Rauigkeit und Schärfe auch die Prognose der psychoakustischen Lästigkeit von Getriebegeräuschen anhand von Körperschallsignalen ein Hauptbestandteil der Arbeit. Nach der Einleitung ins Thema und der Recherche bisheriger Forschungsergebnisse auf dem Gebiet der Getriebegeräuschbewertung, im Besonderen hinsichtlich Psychoakustik, werden in Kapitel 1 auch die Ziele der Arbeit und erste Erwartungen an die Ergebnisse formuliert. In Kapitel 2 folgt eine Einführung in die Thematik der technischen Akustik und der Psychoakustik, soweit sie zum Verständnis der Untersuchung wichtig sind. Es werden Grundlagen der Getriebegeräuschentstehung behandelt und bereits eingesetzte Verfahren zur schwingungstechnischen Zustands¬überwachung und Fehlererkennung eingeführt. Darauf aufbauend wird der theoretische Ansatz der Arbeit näher erläutert. In Kapitel 3 wird der Aufbau eines Getriebeprüfstandes für die durchzuführenden Messungen ausführlich beschrieben und validiert sowie die Planung der Messreihen erläutert. Es werden Störfaktoren aufgezeigt, die bei Luftschallmessungen zu Verfälschungen der Ergebnisse sowohl bei technischen als auch bei psychoakustischen Größen führen, was gleichzeitig ein wichtiges Argument für die untersuchte Nutzung von Körperschallsignalen darstellt. Kapitel 4 befasst sich mit der Erfassung des Istzustandes des Prüfgetriebes und der Änderung der Luftschallpsychoakustik aufgrund verschiedener Einflüsse wie Drehzahl- und Drehmomentänderung, Serienstreuung der Zahnradsätze, Fehlschliff und Zahnschädigung. Die Änderungen der psychoakustischen Attribute durch Schädigung fallen dabei deutlich geringer aus als erwartet. Im 5. Kapitel wird die Eignung von Körperschallsignalen zur Prognose der Psychoakustik im Luftschall eingehend untersucht. Mit Hilfe von Scatterplots und Korrelationsfaktoren werden die Körperschalldaten mit den Luftschalldaten verglichen. Zusätzlich zur direkten Nutzung von Beschleunigungssignalen wird die Auswirkung eines Korrekturfaktors diskutiert und in letzter Konsequenz auch ein Verfahren zur Nutzung der Schnellesignale entwickelt, um systembedingte Abweichungen der psychoakustischen Analyse bei luftschallfremden Größen zu minimieren. Eine Validierungsmessung an einem Vergleichsobjekt bestätigt die zuvor gewonnenen Ergebnisse ebenso wie der Vergleich mit Hörversuchen. Eine Zusammenfassung der Ergebnisse und ein Ausblick auf mögliche weitere Untersuchungen und Anwendungsfälle in Kapitel 6 schließen die Arbeit ab.

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