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Aufgabe

Schwingungsdämpfung an hohen Türmen

Schwierigkeitsgrad: schwere Aufgabe

Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Prinzip Schwingungsdämpfung hoher Türme

Die Oberteile von hohen Türmen oder Sendemasten neigen bei bestimmten Windbedingungen dazu, in Abhängigkeit von der Windrichtung zu schwingen. Um eine Zerstörung des Turms oder Sendemasts zu verhindern, kann die Schwingung wie nebenstehend skizziert gedämpft werden. Die Dämpfungseinrichtung besteht aus einem kombinierten Schwere- und Federpendel. Darüber hinaus sind noch Stoßdämpfer eingebaut. 

a)

Erläutere, warum die Federn und die Pendelmasse so gewählt werden, dass die Dämpfungsanordnung mit der gleichen Frequenz schwingt wie der Sendemast.

b)

Erkläre, welche Funktion die Stoßdämpfer erfüllen.

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a)

Wenn die Dämpfungseinrichtung die gleiche Eigenfrequenz hat wie der schwingende Turm, so ist optimaler Energieübergang vom Turm in die Dämpfungseinrichtung möglich.

b)

Die Stoßdämpfer wandeln die Schwingungsenergie durch Reibung in innere Energie um. Dadurch werden die Ausschläge des Turms deutlich verringert.

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Mechanik

Kopplung von Schwingungen