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Resonanzfrequenzmessung

Material and Casting Testing
Verfahren der akustischen Materialprüfung (acoustic resonance testing, ART). Grundlage der Prüfung ist die physikalische Eigenschaft, dass jeder frei schwingende Körper Eigenschwingungen hat, die durch Anregung stimuliert und deren Dämpfung ausgewertet werden kann.

Schwingsignale bestehen in der Regel aus vielen gleichzeitig auftretenden Frequenzen, sodass sich aus dem zeitlichen Verlauf nicht unmittelbar der Anteil der einzelnen Frequenzen ablesen lässt.

Die Eigenfrequenz eines schwingfähigen Systems ist die Frequenz, mit der das System nach einmaliger Anregung schwingen kann. Wird ein System von außen mit einer Frequenz angeregt, deren Frequenz mit der Eigenfrequenz übereinstimmt, reagiert das System mit einer besonders großen Amplitude, die man als Resonanz bezeichnet. Der Frequenzbereich für die Prüfung liegt zwischen 3 bis 20 kHz.

Die Eigenschwingungen werden von den Materialeigenschaften (Dichte, E-Modul, Gefügestruktur) und der Bauteilgeometrie (Masse, Steifigkeit, Wanddicken) bestimmt. Bauteilfehler wie zum Beispiel Risse, Faltungen, Lunker, Dichteabweichungen, fehlerhafte Verbindungen beim Schweißen und die Vollständigkeit eines Bauteils beeinflussen das Prüfergebnis. Beispielsweise ist es möglich, die Nodularität von Gusseisen mit Kugelgraphit zu bestimmen, da sich die Graphitform und -menge auf die Höhe des Elastizitätsmoduls auswirken.

Die akustische Resonanzprüfung (Klangprüfung) ist ein vergleichendes Prüfverfahren, das eine Gut-Schlecht-Trennung möglich macht.

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