Physik Prof. Dr. Manfred Koch Folienset #8: Schwingungen.

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1 Physik Prof. Dr. Manfred Koch Folienset #8: Schwingungen

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10 Resonanzkatastrophen in Bauwerken (Brücken, Türmen)
Alles schwingt: Hochhäuser, Türme, Brücken. Je stärker die Schwingungen sind, desto höher ist die mechanische Belastung einzelner Bauteile, umso schneller altert das Bauwerk. Dramatisch wird's bei Resonanzen, wenn Luftwirbel die Eigenschwingung so verstärken, dass der Wind die Brücke immer wieder im gleichen Rhythmus anstößt, bis die Brücke im schlimmsten Fall einstürzt. Einsturz der Tacoma_Brücke in 1940 geschah bei einer Resonanzfrequenz von 0.2 Hz, getriggert nicht allein durch die dominante Windfrequenz sondern hauptsächlich durch sich aufschaukelnden aerodynamischen „Flutter“, der auch in Flugzeugtriebwerken zur Katastrophe führen kann Moderne „aktive“ Schwingungsdämpfung in Brücken Klassische Schwingungsdämpfer sind nur für einen bestimmten Frequenzbereich ausgelegt. Intelligente Dämpfer arbeiten nach anderen Prinzipien: Innerhalb von diesen Dämpfern gibt es Öl, wie bei den klassischen Dämpfern auch. Der Unterschied ist aber, innerhalb von dem Öl gibt es magnetisierbare Partikel, und das Ganze befindet sich in einem Magnetfeld und die Magnetfeldstärke kann man mit Strom kontrollieren. Wenn man eine hohe Stromstärke hat kommen die Partikel näher zueinander und das Öl wird eine höhere Dämpfungskraft haben; für eine kleine Feldstärke gehen die Partikel auseinander und die Dämpfungskraft ist kleiner. So kann man mit Stromstärkedas System regeln. Vibriert die Brücke in einer anderen Frequenz, etwa weil die Windgeschwindigkeit zugenommen hat, passt ein Computer automatisch die Dämpfung der neuen Frequenz an. Solche intelligenten Systeme schützen mittlerweile erste Brücken, zukünftig finden sich solche Dämpfer in allen Stahlseilbrücken.