Akustische Schwarze Lochstrukturen mit 3D-gedrucktem Polymerbeton

Die Minderung unerwünschter Vibrationen ist entscheidend für das Design von strukturellen und mechanischen Systemen, um Sicherheit, Zuverlässigkeit und langfristige Leistung zu gewährleisten. Diese Dissertation fördert das Konzept des Akustischen Schwarzen Lochs (ABH), einer passiven Vibrationskontrollstrategie, indem geometrische Verjüngungen durch kontrollierte Materialeigenschaften ersetzt werden. Unter Verwendung der Euler-Bernoulli-Balkentheorie ermöglichte die Variation des Elastizitätsmoduls im Polymerbeton (PC) eine Reduktion der Wellengeschwindigkeit, ohne die Ermüdungsbeständigkeit zu beeinträchtigen. Die hohe Festigkeit, die hervorragende Dämpfung und die rheologischen Eigenschaften von PC machen es ideal für 3D-gedruckte ABH-Strukturen. Diese Arbeit untersuchte die Haftungsleistung zwischen normalen Betoneigenschaften, entwickelte PC-Mischungen mit maßgeschneiderten rheologischen und mechanischen Eigenschaften und bewertete deren 3D-Druckbarkeit. Eine voll Maßstab umfassende, mehrmaterialige ABH-PC-Struktur wurde entwickelt und getestet, was zu einer signifikanten Reduktion der Wellen geschwindigkeit und einer verbesserten Dämpfung führte. Die Studie etabliert einen skalierbaren Weg, um tragenden, 3D-gedruckten PC in fortgeschrittene vibrationssensitive Systeme zu integrieren und demonstriert das Potenzial eines materialgetriebenen ABH-Designs zur Verbesserung der langfristigen Leistung und Zuverlässigkeit in den Bereichen Bau und Ingenieurwesen.