Dynamische Messung der elastischen Holzeigenschaften und der Dämpfung Ein Beitrag zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung

Zusammenfassung

Neben den üblichen statischen Verfahren zur Bestimmung der elastischen Holzkonstanten sind dynamische, auf der Messung von Eigenschwingungen beruhende, bekannt, für die serienmäßige Geräte auf elektronischer Grundlage zur Verfügung stehen. Auch die Werkstoffdämpfung läßt sich mit ihnen untersuchen.

Nach Behandlung der theoretischen Grundlagen wird über die Ergebnisse dreier Versuchsreihen berichtet, die sich mit der Rohwichteabhängigkeit von Elastizitäts- und Schubmoduln, Schallgeschwindigkeit und logarithmischem Dekrement, der Vergleichbarkeit von statischen und dynamischen Verfahren und der Feuchtigkeitsabhängigkeit von Elastizität und Dämpfung befassen.

Es zeigt sich, daß die Rohwichteabhängigkeit der Schubmoduln geringer als die des Elastizitätsmoduls ist, während die Dämpfung von der Rohwichte unbeeinflußt bleibt. Im statischen Biegeversuch bestimmte E-Moduln waren nach Korrektur des Schubkrafteinflusses etwa 4% kleiner als die im Schwingungsversuch ermittelten. Die Untersuchung der Feuchtigkeitsabhängigkeit erbrachte eine kräftige Abnahme des Dekrementes im Bereich der Chemosorption, während im übrigen steigender Feuchtigkeitsgehalt bis zum Fasersättigungspunkt die Dämpfung vergrößert. Darüber bleibt sie auch bei weiter zunehmender Feuchtigkeit gleich. Der Zusammenhang zwischen E-Modul und Holzfeuchtigkeit ergab sich in Übereinstimmung mit früheren Messungen.

Ferner wird nachgewiesen, daß die verschiedentlich beobachtete Zunahme der Dämpfung mit wachsender Biegeschwingungsfrequenz auf nicht berücksichtigte Einflüsse der Schubspannungen zurückgeführt werden kann.

Summary

In addition to the standard static methods of determining elastic wood constants, there are dynamic methods based on the measurement of natural frequency, for which electronic instruments are made in series production. By means of these instruments it is also possible to investigate the damping capacity of materials.

After a discussion of theories, the results of three series of tests are reported, concerning the dependence of modulus of elasticity and modulus of rigidity on density, velocity of sound, and logarithmic decrement, comparability of static and dynamic methods, and dependence of elasticity and damping capacity on moisture content.

It appears that the modulus of rigidity is less dependent on density than the modulus of elasticity, while damping capacity is not influenced by the density at all. Considering the influence of the shearing force, E-moduli determined in the static bending test were approximately 4% lower than those determined by vibrational tests. On studying the dependence of moisture content a sharp decrease of the decrement was found in the range of chemosorption, while otherwise it increased with the moisture content rising up to fibre satration point, and then remained unchanged, even if there was a further increase in the moisture content. The relation between E-Modulus and moisture content of wood coincided with that found in former measurements.

The results show further that the increase in decrement with the bending frequency is due to the influence of shearing stresses that have not been considered.