Die Ermittlung von Elastizitäts- und Schubmodul sowie tg δ aus freien und erzwungenen Längs- und Torsionsschwingungen bei gleichzeitiger Beanspruchung von zwei Prüflingen verschiedenen Materials

Zusammenfassung

In zwei früheren Veröffentlichungen wurden die mathematischen Grundlagen zur Auswertung von freien und erzwungenen Längs- und Torsionsschwingungen für den Fall zusammengestellt, daß das Material zu beiden Seiten des Schwingungserregers identisch und der Schwingungserreger in der Probenmitte angeordnet ist. An dieser Stelle wird nun ein Versuchsaufbau behandelt, in dem die beiden Prüflingsteile aus verschiedenem Material bestehen und der Erreger außermittig angeordnet ist. Diese Art der Prüfung besitzt wesentliche Vorteile insbesondere bei der Bestimmung viskoelastischer Kenndaten unterhalb der Raumtemperatur, da dann nur ein Prüflingsteil temperiert werden muß, während der andere Teil, der z. B. eine Stahlsaite sein kann, bei Raumtemperatur gehalten werden kann.

Es wird gezeigt, daß durch geeignete Wahl der Versuchsbedingungen die Resonanzfrequenz stets größer als eine berechenbare untere Grenzfrequenz sein muß. Hierdurch kann man denE-bzw. G-Modul in einem gewünschten Frequenzbereich ermitteln.

Schließlich werden Meßergebnisse an 35μ dicken Polyäthylen- und PVC-Folien diskutiert.

Summary

In two former publications the mathematical fundamentals for the evaluation of free and forced longitudinal and torsional vibrations were compiled with the material on either side of the exciter of the vibration being identical and the exciter being located in the centre of the sample. This paper, however, deals with an experimental arrangement in which the two parts of the sample consist of different materials and the exciter is not located in the centre of the sample. This kind of testing has considerable advantages, especially in the determination of viscoelastic characteristics below room temperature, because in this case only one part of the sample will have to be temperature-controlled, while the other part, which may, for example, be a steel string, may be kept at room temperature.

It is shown that by suitable selection of the experimental conditions the resonant frequency must always be greater than a calculable lower barrier frequency. It is thus possible to determine theE andG moduli in a desired frequency range.

The paper finally discusses the results of measurements, using 35-μ-thick polyethylene and PVC film.