PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACION DE LAS CARACTERISTICAS DINAMICAS DE MATERIALES.

Procedimiento para la determinación de las características dinámicas de materiales,

especialmente el factor de pérdida en recubrimientos para el aislamiento acústico de sonido en cuerpos sólidos en la industria del automóvil, con los pasos siguientes:

(1) Generar una muestra representativa del material en forma de tira.

(2) Sujeción de la muestra en un extremo, y excitación de la muestra mediante un excitador de vibraciones hasta una onda transversal de flexión.

(3) Determinación de un parámetro de desviación, o de la velocidad de desviación, al menos en una parte de la muestra.

caracterizado porque

(4) la excitación de la probeta tiene lugar en el extremo sujeto, de modo que se configura una onda de flexión, con amplitud decreciente, que transcurre hacia el otro extremo de la probeta;

(5) se determina el parámetro de la desviación o de la velocidad de desviación en un punto de medición doble, formado por dos puntos de medición individuales situados a una cierta distancia entre sí;

(6) se determina la longitud de onda de la onda de flexión que transcurre; y

(7) de los valores medidos se determina el factor d de pérdida de la probeta

Procedimiento para la determinación de las características dinámicas de materiales.

La invención se refiere a un procedimiento para la determinación de las características dinámicas de materiales, especialmente el factor de pérdida en recubrimientos para el aislamiento acústico de sonido en cuerpos sólidos en la industria del automóvil, con los pasos siguientes:

Un procedimiento similar ya es conocido del documento DE 39 18 835. Un procedimiento similar, que presenta estas características, es conocido como procedimiento según "Oberst", el cual está citado, entre otros, en la norma europea EN ISO 6721-3, edición 1996: materiales sintéticos, determinación de las propiedades dinámicas/mecánicas, parte 3: onda de flexión, procedimiento de curvas de resonancia. Según la misma, el procedimiento de medición consiste en inducir en un cuerpo de probeta oscilaciones de flexión en un rango de frecuencias entre 10 y 1000 Hz, y deducir del comportamiento de resonancia del cuerpo de probeta los correspondientes parámetros característicos, por ejemplo el factor de pérdida d, que describen las características de amortiguación. Los cuerpos de probeta, en forma de varilla o tira de sección rectangular, se sujetan para ello en posición vertical por su extremo superior, colgando libremente. El extremo libre inferior de la probeta es puesto en vibración mediante un excitador de vibraciones, el cual actúa sobre la probeta de forma inductiva.

La onda de flexión producida con ello transcurre hacia el extremo superior de la probeta y se refleja allí en la sujeción fija, de forma que se configura en el conjunto una onda estacionaria. Cerca de la sujeción superior fija se encuentra un receptor que mide en ese punto de medición un parámetro de la vibración, por ejemplo la desviación o la velocidad de desviación. La velocidad de desviación es la velocidad con la que la superficie de la probeta vibra en la dirección transversal en el punto de medición, con la que atraviesa por tanto la posición 0.

No obstante, con este procedimiento pueden realizarse solamente mediciones hasta factores de pérdida d= 0,3 de forma precisa hasta cierto punto. Además, el rango utilizable de frecuencias alcanza solamente en la práctica hasta unos pocos 100 Hz. Incluso el límite de 1.000 Hz indicado en la norma DIN no es suficientes, ya que son de interés más y más características de material para frecuencias muy altas, por ejemplo de hasta 10 kHz en el ámbito de la acústica de frenos.

Otro método para la determinación del factor d de pérdida es el llamado "procedimiento PIM". Aquí se aporta una determinada cantidad de energía a la chapa a medir, recubierta con material insonorizante, a través de lo cual la misma es excitada a vibraciones. La vibración de la chapa en forma de placa se mide en un número suficientemente grande de puntos de medición. De aquí se puede determinar la energía de vibración. La diferencia entre la energía aportada y la energía de vibración se corresponde con la cantidad de energía absorbida por el material de insonorización. Este procedimiento es relativamente complejo, ya que han de realizarse una gran cantidad de mediciones. Además, aquí termina también en la práctica la zona aprovechable de frecuencias a 800 Hz.

El problema fundamental en el procedimiento de medición citado consiste en que se trabaja con oscilaciones de flexión estacionarias. Estas se originan porque una onda de flexión entrante es reflejada en la sujeción de la probeta. No obstante, con ello se introduce también en la medición la característica del punto de sujeción, ya que una parte de la energía aportada es absorbida por el mismo.

Por ello, la invención se plantea el problema de conseguir un procedimiento de medición con el que puedan ser medidas las características de amortiguación en condiciones de laboratorio, es decir, especialmente el factor d de pérdida, en un rango amplio de temperaturas y en un rango muy amplio de frecuencias, a ser posible hasta 10 kHz, de forma rápida y precisa.

Para la solución del problema se modifica el procedimiento de medición esquematizado en el preámbulo de la reivindicación 1, de tal forma que la excitación de la probeta tenga lugar en el extremo sujeto, de modo que se configura una onda de flexión, con amplitud decreciente, que transcurre hacia el otro extremo de la probeta, se mide el parámetro de la vibración (desviación o velocidad de desviación) en un punto de medición doble, formado por dos puntos de medición individuales situados a una cierta distancia entre sí, y se mide además la longitud de onda de la onda de flexión continua, y, a partir de los valores determinados, el coeficiente de amortiguación b de la amplitud, o bien de la velocidad de oscilación, y con ello el factor d de pérdida de la probeta.

A diferencia del procedimiento conocido hasta ahora, la medición tiene lugar sobre una onda de flexión continua, con amplitud decreciente. Para ello, la onda de flexión debería haberse extinguido completamente a ser posible hasta el extremo libre de la probeta. En el caso contrario, aparece una onda reflectada, y con ello una onda estacionaria que se superpone a la onda de flexión. Aunque la misma solo tiene una amplitud pequeña en comparación con la onda de flexión, las apariciones de este tipo de ondas estacionarias plantean un problema fundamental para el conjunto del proceso de medición, ya que falsean los parámetros a medir de la onda continua de flexión amortiguada. A través de otras medidas según la invención, la influencia parásita de ese tipo de ondas estacionarias puede ser minimizada drásticamente.

De aquí que se utilicen, por ejemplo, probetas bastante más largas para el procedimiento "Oberst", donde es usual una longitud de probeta de aproximadamente 25 cm. Longitudes de probeta de 1 a 2 m se han acreditado especialmente, ya que en las mismas, y debido a la amortiguación a través de la probeta, la onda de flexión se ha extinguido prácticamente hasta el extremo libre de la probeta, de forma que no se origina ninguna onda de flexión reflejada. De aquí que los parámetros de vibración medidos están determinados exclusivamente por las características de amortiguación de la probeta.

No obstante, el problema consiste aquí a menudo en que no es posible poner a disposición cuerpos de probeta recubiertos de 1 a 2 metros de longitud.

Se ha visto de forma sorprendente que es completamente suficiente cuando la chapa de soporte a analizar, recubierta con el recubrimiento insonorizante, forma solamente la mitad superior de la probeta. De la parte inferior puede encargarse una probeta ficticia, la cual está compuesta por una chapa de soporte parecida que está recubierta con un recubrimiento insonorizante especialmente efectivo. Aunque el punto de unión en la transición entre las dos mitades de la probeta configura un punto de reflexión potencial, se ha visto que no tiene prácticamente importancia alguna para la medición. La onda de flexión transcurre adecuadamente sin interferencias a través del punto de unión hacia el interior de la probeta ficticia. Si la energía de la onda de flexión no ha sido absorbida tampoco completamente en el extremo inferior de la probeta, aparece un reflejo que retrocede y es absorbido muy ampliamente ahora en la zona de la probeta ficticia. De esta forma, la zona superior de la probeta, con el recubrimiento insonorizante a medir, es mantenida ampliamente libre de ondas de flexión.

En el procedimiento de medición, los parámetros de la vibración se miden preferentemente en un punto doble de medición, formado por dos puntos individuales situados a una cierta distancia entre sí. De la disminución de la amplitud, o bien de la velocidad de la oscilación, puede determinarse con relativa precisión un coeficiente de amortiguación b, a partir del cual, bajo la consideración de la longitud de la onda de flexión, puede determinarse el factor d de pérdida.

La precisión de medición puede aumentarse aún más si los parámetros se determinan en varios puntos dobles de medición. Ya que la amortiguación es idéntica a lo largo de toda la longitud de la prueba, suponiendo una estructura...

1. Procedimiento para la determinación de las características dinámicas de materiales, especialmente el factor de pérdida en recubrimientos para el aislamiento acústico de sonido en cuerpos sólidos en la industria del automóvil, con los pasos siguientes:

caracterizado porque

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la probeta se sujeta colgada de un cabezal de sujeción, el cual sirve como excitador de vibraciones.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el cuerpo de la probeta está formado por un soporte recubierto el material a medir, y porque en su extremo libre se ha sujetado, como absorbedor de ondas de flexión, una probeta ficticia en forma de banda.

4. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la determinación de los parámetros de la desviación, o bien de la velocidad de desviación, tiene lugar en varios puntos dobles de medición contrapuestos entre sí, siendo calculada la característica de amortiguación de la probeta como el valor medio de las características de amortiguación determinadas para cada punto doble de medición.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, 2 o 3, caracterizado porque la probeta es excitada con una señal de banda ancha, porque la determinación de los parámetros de la desviación, o bien de la velocidad de desviación, tiene lugar en un punto doble de medición, siendo calculada para ello la función compleja de transmisión, y de ahí se determina la característica de amplitud y de fase, y con ello finalmente el factor de pérdida.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la medición de los tamaños de las desviaciones tiene lugar con la ayuda de un vibrómetro láser.