DE102021005002A1 - Method for examining a test specimen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Untersuchung eines Probekörpers (2).Erfindungsgemäß wird als Probekörper (2) ein aus einem zu untersuchenden Verbundwerkstoff ausgebildeter rechteckiger und dünnwandiger Körper verwendet, dessen Länge (L) um ein Vielfaches größer ist als seine Breite (B). Der Probekörper (2) wird mit einem Stirnseitenbereich in eine feststehende Lagerung (4) fest eingespannt. Der andere Stirnseitenbereich des Probekörpers (2) bleibt freischwingend und wird mit zwei Schwingungserregern (3) angeregt, die an jeweils einem Eckbereich dieses Stirnseitenbereichs in entgegengesetzter Richtung auf den Probekörper (2) einwirken. Es werden Transfer-Pfade gemessen.The invention relates to a method for examining a test body (2). According to the invention, a rectangular and thin-walled body formed from a composite material to be examined is used as the test body (2), the length (L) of which is many times greater than its width (B). The test specimen (2) is firmly clamped with one end face in a fixed bearing (4). The other end face area of the test specimen (2) remains free-swinging and is excited by two vibration exciters (3) which act on the test specimen (2) in opposite directions at a corner area of this end face area. Transfer paths are measured.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Untersuchung eines Probekörpers.The invention relates to a method for examining a test specimen.
Aus dem Stand der Technik ist, wie in der
In der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zur Untersuchung eines Probekörpers anzugeben.The invention is based on the object of specifying a novel method for examining a test specimen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Untersuchung eines Probekörpers mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The object is achieved according to the invention by a method for examining a test specimen having the features of claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous refinements of the invention are the subject matter of the subclaims.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Untersuchung eines Probekörpers wird erfindungsgemäß als Probekörper ein aus einem zu untersuchenden Verbundwerkstoff ausgebildeter rechteckiger und dünnwandiger Körper verwendet, dessen Länge um ein Vielfaches größer ist als seine Breite. Das Verhältnis Länge zu Breite beträgt hierbei vorteilhafterweise mindestens zwei, d. h. es nimmt vorteilhafterweise einen Wert von zwei oder größer als zwei an. Das Verhältnis der Länge zur Dicke beträgt vorteilhafterweise mindestens 50, d. h. es sollte einen Wert von 50 nicht unterschreiten. Vorteilhafterweise wird eine Dicke von 2 mm nicht überschritten oder zumindest nicht wesentlich überschritten. Der Probekörper wird mit einem Stirnseitenbereich, d. h. an einer seiner beiden kurzen Kanten, in eine feststehende Lagerung fest eingespannt. Der andere Stirnseitenbereich des Probekörpers, d. h. das gegenüberliegende kurze Ende wird mit zwei Schwingungserregern angeregt, die an jeweils einem Eckbereich dieses Stirnseitenbereichs in entgegengesetzter Richtung auf den Probekörper einwirken. Es werden Transfer-Pfade gemessen. Ein Transfer-Pfad ist insbesondere ein Pfad zwischen dem Einleitepunkt einer Kraft und einem anderen Punkt am Probekörper, bis zu dem sich die Kraft auswirkt. Vorteilhafterweise werden mittels Reverse-Engineering Werkstoffparameter des Verbundwerkstoffs iteriert, bis Transfer-Pfade einer Simulation oder mehrerer Simulationen zu den gemessenen Transfer-Pfaden passen, d. h. mit diesen übereinstimmen. Zur Messung der Transfer-Pfade wird beispielsweise mit einem 3D-Laser-Vibrometer eine Reaktion des Probekörpers auf die Anregung durch die Schwingungserreger detektiert.In a method according to the invention for examining a test body, a rectangular and thin-walled body formed from a composite material to be examined, the length of which is many times greater than its width, is used as the test body. The length to width ratio here is advantageously at least two, i. H. it advantageously takes a value of two or greater than two. The ratio of length to thickness is advantageously at least 50, i. H. it should not fall below a value of 50. Advantageously, a thickness of 2 mm is not exceeded or at least not significantly exceeded. The test specimen is provided with an end face area, i. H. on one of its two short edges, firmly clamped in a fixed bearing. The other end face area of the specimen, i.e. H. the opposite short end is excited by two vibration exciters, which act on the test specimen in opposite directions at one corner area of this end face area. Transfer paths are measured. A transfer path is in particular a path between the point at which a force is introduced and another point on the specimen up to which the force has an effect. Advantageously, material parameters of the composite material are iterated by means of reverse engineering until the transfer paths of a simulation or several simulations match the measured transfer paths, i. E. H. match with these. To measure the transfer paths, a reaction of the specimen to the excitation by the vibration exciter is detected with a 3D laser vibrometer, for example.
Eine Vorrichtung zur Untersuchung eines Probekörpers, insbesondere zur Durchführung dieses Verfahrens, weist somit die feststehende Lagerung, die beiden Schwingungserreger und vorteilhafterweise das 3D-Laser-Vibrometer auf.A device for examining a test body, in particular for carrying out this method, thus has the fixed bearing, the two vibration exciters and advantageously the 3D laser vibrometer.
Das Verfahren und ebenso auch die Vorrichtung ermöglichen es, einen komplexen Schubmodul, eine Torsionssteifigkeit und eine Werkstoffdämpfung von Verbundwerkstoffen in einem Hochfrequenzbereich und/oder insbesondere in einem Frequenzbereich des hörbaren Schalls zu bestimmen und/oder zu messen, beispielsweise bis 16 kHz, insbesondere gemäß der
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Dabei zeigen:
-
1 schematisch eine Vorrichtung zur Untersuchung eines Probekörpers, -
2 schematisch einen in der Vorrichtung eingespannten und angeregten Probekörper in einer Seitenansicht, -
3 schematisch den in der Vorrichtung eingespannten und angeregten Probekörper in einer Draufsicht von oben, und -
4 schematisch den in der Vorrichtung eingespannten und angeregten Probekörper in einer Vorderansicht.
-
1 schematically a device for examining a test specimen, -
2 schematically a specimen clamped and excited in the device in a side view, -
3 schematically the specimen clamped and excited in the device in a plan view from above, and -
4th schematically the specimen clamped and excited in the device in a front view.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all figures.
Die Vorrichtung
Hierfür wird ein Probekörper
Die Vorrichtung
An dem freien Ende des Probenkörpers
Der freischwingende Stirnseitenbereich des Probekörpers
Die Kraftanregung zwischen den beiden Erregungsquellen, d. h. zwischen den beiden Schwingungserregern
Eine Reaktion des Probekörpers
Vorteilhafterweise werden der Probekörper
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102014103299 A1 [0002]DE 102014103299 A1 [0002]
- EP 3531124 A1 [0003]EP 3531124 A1 [0003]
Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited
- DIN EN ISO 6721-2 [0009, 0014]DIN EN ISO 6721-2 [0009, 0014]
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DE102021005002.9A DE102021005002A1 (en) | 2021-10-06 | 2021-10-06 | Method for examining a test specimen |
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DE102021005002A1 true DE102021005002A1 (en) | 2021-11-25 |
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DE102021005002.9A Pending DE102021005002A1 (en) | 2021-10-06 | 2021-10-06 | Method for examining a test specimen |
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DE102014103299A1 (en) | 2014-03-12 | 2015-09-17 | Spektra Schwingungstechnik Und Akustik Gmbh Dresden | Vibration generator with load compensation |
EP3531124A1 (en) | 2018-02-26 | 2019-08-28 | United Technologies Corporation | Nondestructive multispectral vibrothermography inspection system and method therefor |
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2021
- 2021-10-06 DE DE102021005002.9A patent/DE102021005002A1/en active Pending
Patent Citations (2)
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DIN EN ISO 6721-2 |
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