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RA 100 Concrete
Model 1.0390
Resonanzfrequenz
Dies ist der eigentliche und wichtigste Messwert.
In dem eingestellten Frequenzbereich wird nach Art einer digitalen Kurzzeit-Fouriertransforma-
tion der von dem Mikrofon aufgenommene Signalfrequenzgang ermittelt und auch grafisch ange-
zeigt.
Eine in dem eingestellten Frequenzbereich erwartete und visuell sichtbare Resonanzkurve wird
bezüglich ihrer Maximum Lage im Frequenzbereich ausgewertet und die so ermittelte Resonanz-
frequenz für die Ermittlung der dies bezüglichen elastischen Materialkonstanten herangezogen.
Schallgeschwindigkeit
Aus Resonanzfrequenz und Probenabmessung wird die reine Werkstoffkonstante Schallge-
schwindigkeit ermittelt.
Bei Festkörpern gibt es verschiedene Arten der Schallwellenausbreitung mit jeweils eigener Ge-
schwindigkeit. Bei einem isotropen Feststoff wie Beton (in allen Richtungen gleichmäßiges Ver-
halten) gibt es im unbegrenzten Medium zwei Wellenarten, die sich unterschiedlich schnell aus-
breiten und durch zwei voneinander unabhängige elastische Konstanten beschrieben werden.
Diese Wellen werden im Allgemeinen mittels Ultraschall erfasst, da bei den kleinen Wellenlän-
gen und den Laufzeitmessungen die größeren Dimensionen der Probekörper keine
Rolle spielen.
Bei Resonanzmessungen kommen die Grenzflächen mit ihren abrupten elastischen
Eigenschaftsänderungen ins Spiel und komplizieren die Schallausbreitung entsprechend den
Probenabmessungen.
Am einfachsten ist die Schallausbreitung in langen Stäben bei denen die Querabmessungen
klein gegen die Wellenlängen sind. Für die mittels Längsschwingungsresonanz ermittelte
Schallgeschwindigkeit gilt:
c-stab = wurzel(E/rho)
2
Und damit E=rho c
mit E=Elastizitätsmodul und rho=Dichte
c
Mit
ist in dieser Tabellenergebniszelle immer diese Stabwellengeschwindigkeit gemeint.
Andere gemessenen Geschwindigkeiten, auch Torsionswellengeschwindigkeiten werden mittels
Beziehungen zwischen elastischen Konstanten und Berücksichtigung der Probenform dahinge-
hend umgerechnet.
Wenn dabei die Querkontraktionszahl verwendet werden muss, wird der bei Beton gültige
mittlere Wert 0,2 genommen. Die Variationsmöglichkeit von 0,14...0,26 bei Beton beeinflusst
das Ergebnis nur wenig.
Bei der wegen der in der Betonindustrie verbreiteten Würfelprobenform, wurde hierfür zur siche-
ren Erkennung nicht eine longitudinale Schwingungsform, sondern die isolierte unterste
Torsionsschwingung ausgewählt, die in eine vergleichbare longitudinale Schallgeschwindigkeit
umgerechnet wird. Die Würfel-Eigenfrequenzen sind beschrieben in:
Harold H. Demarest, Jr. The journal of the Acoustical Society of America Volume 49 Number3
(Part 2) 1971, Cube-Resonance Method to Determine the Elastic Constants of Solids
E-dyn
Der dynamische E-Modul ist eine reine Werkstoffeigenschaft, nicht abhängig von
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