DOI: 10.25835/yghdt8rk
title: Experimental characterization of additively manufactured particle dampers

description: Dieser Datensatz beinhaltet umfangreiche experimentelle Versuchsdaten anhand derer der Effekt der Partikeldämpfung charakterisiert werden konnte. Die Partikeldämpfer weisen die Besonderheit auf, dass diese mittels der Additiven Fertigung im speziellen im PBF-LB/M hergestellt wurden. 

Als Versuchsaufbau wurde eine automatisierte Impulshammeranregung (5800SL von Dytran) von auf Schaumstoff gelagerten Balken durchgeführt. Die Anregung wurde von 10N bis maximal 200N variiert. Die Beschleunigung wurde über ein Beschleunigungssensor (M353B17 von PCB Piezotronics), welcher mittig an der Balkenunterseite befestigt wurde, erfasst. Des Weiteren beinhaltet die Messkette ein Datenerfassungsgerät (VibRunner von m+p International) und die Software m+p Analyzer. Mittels der Software können die Zeitdaten vom Impulshammer und vom Beschleunigungssensor aufgezeichnet und anschließend die Übertragungsfunktion berechnet werden. Final kann die Eigenfrequenz und das Dämpfungsmaß in Matlab über das Circle-Fit Verfahren im Frequenzbereich berechnet werden.

Der Datensatz weist folgende Struktur auf:

* Versuchsplan: Im Versuchsplan sind alle untersuchten Parameterkombinationen dargestellt. Dabei unterscheiden sich die Balken hinsichtlich des Materials (Aluminium AlSi10Mg, Stahl 1.2709, und Titan Ti6Al4V), der äußeren Balkenabmessungen, sowie den inneren Balkenabmessungen. 

* Rohdaten: Zu jeder Messkampagne die im Versuchsplan mit „Parameter“ bezeichnet ist, existiert eine ZIP-Datei in der alle Rohdaten vorliegen. Die Rohdaten wurden nach dem folgenden Schema bezeichnet, sodass eine automatisierte Auswertung ermöglicht wird. Die ersten ein bzw. zwei Zahlen geben den Parameter an. Die Nummer nach dem ersten Bindestrich gibt an um welchen Balken es sich handelt, wenn mehrere Balken pro Parameter gefertigt wurden. Die anschließenden zwei Buchstaben geben an, in welche Raumrichtung die Balken zu Schwingungen angeregt wurden. Daran anschließend gibt die Zahl nach dem „V“ die Versuchsnummer an. Dabei wurde mit steigender Versuchssummer die Anregungskraft erhöht. Für den Fall, dass bei den Messungen mehrere Versuche pro Anregungslevel durchgeführt wurden, wurde am Ende der Bezeichnung ein Unterstrich mit einer entsprechenden Nummer eingeführt. Die Rohdaten wurden in der Software m+p Analyzer erstellt und beinhalten die Zeitdaten sowie die Übertragungsfunktion. Die Daten wurden als Matlab Datei im .mat Format bereitgestellt.

* Versuchsauswertung: Für die Auswertung der Daten wurde ein Matlab-Skript hochgeladen. Das Matlab Skript wertet die Eigenfrequenz und die Dämpfung über das Circle-Fit Verfahren aus. Die Ergebnisse werden tabellarisch in eine Exceldatei gespeichert. 

* Ergebnisdarstellung: Charakteristische Zusammenhänge wie der kraft- und frequenzabhängige Dämpfungsverlauf sind als .eps als auch im .fig Format in einer ZIP-Datei bereitgestellt.

* Computertomographie Aufnahmen (CT-Scan) vom Balken: Für ausgewählte Balken wurden CT-Aufnahmen bereitgestellt.

Diese Forschungsdaten wurden in den folgenden Publikationen verwendet:

* Ehlers, T.: Auslegung partikelgedämpfter Strukturbauteile für die Additive Fertigung. In: Berichte aus dem IPeG. Band 03/2023: Dissertation. TEWISS Verlag, 2023. DOI: [10.15488/13789](https://doi.org/10.15488/13789)

* Ehlers, T. ; Tatzko, S. ; Wallaschek, J. ; Lachmayer, R.: Design of particle dampers for additive manufacturing. In: Additive Manufacturing 38 (2021), S. 101752. – ISSN 22148604. DOI: [10.1016/j.addma.2020.101752](https://doi.org/10.1016/j.addma.2020.101752)

* Ehlers, T. ; Lachmayer, R.: Design of Particle Dampers for Laser Powder Bed Fusion. In: Applied Sciences 12 (2022), Nr. 4, S. 2237. – ISSN 2076–3417. DOI: [10.3390/app12042237](https://doi.org/10.3390/app12042237)


* Ehlers, T. ; Lachmayer, R.: Design Rules for Laser Beam Melted Particle Dampers. In: Proceedings of the Design Society 2 (2022), S. 2443–2452. – ISSN 2732–527X. DOI: [10.1017/pds.2022.247](https://doi.org/10.1017/pds.2022.247)


Insbesondere wurde in diesen Veröffentlichungen der Versuchsaufbau und die Ergebnisse im Detail beschrieben.