Dinamikus állománymérési módszerek elméleti és kísérleti összehasonlítása Felföldi József egyetemi docens SzIE, Élelmiszeripari Kar, Fizika-Automatika Tanszék
A dinamikus keménységmérési módszerek főbb csoportjai: rezonanciás módszerek (pl. akusztikus hangválasz) értelmezés, keménységtényező felületi impulzus módszerek (ütés, ejtés) hullámterjedési tulajdonságok frekvencia-tartomány, méréstechnika
Cél mérőberendezés és módszer kialakítás a komplex dinamikus mechanikai viselkedés vizsgálatára összefüggés keresése a vizsgált módszerek és eredmények között a kísérleti eredmények alapján a termények végeselemes modelljének numerikus analízise alapján
dT ?
= dT * f = dT/T = dT * f dT = j * T = j / f Bemenőjel -> FFT1 Átviteli függvény: FFT1/ FFT2 Kimenőjel -> FFT2 A(f) és j(f) = dT * f
Eredmények
Modellanyagok: szoros összefüggés a terjedési sebesség és a rezonancia-frekvencia között Előzetes eredmények (burgonya modellanyag): negyed- hullámhosszú rezgés d = l / 4; l = c * T = c / f c ~ f * d Hullámterjedés: Feltételezés: E ~ c2 ~ f2*d2 (állandó sűrűség esetén)
Egyedi burgonyaminták
Akusztikus keménységtényező alternatívák: E ~ f2*m (rezgő rugó-tömeg rendszer) E ~ f2*m2/3 (végeselem-modellezés) E ~ f2*d2 A sűrűség figyelembe vételével d átmérőjű gömbre: E ~ c2*r ~ c2*m/V ~ f2*d2*m/d3 E ~ f2*m/d Ellenőrzés: a rezgési tulajdonságok végeselemes modellezésével
A végeselemes modellezés alapján (homogén, gömb-alakú objektumra) E ~ f2* m2/3 - sűrűségfüggő E ~ f2*m - méretfüggő E ~ f2*d2 - sűrűségfüggő E ~ f2*m/d - sűrűségfüggetlen és méretfüggetlen
Impakt vizsgálat
R2 = 0.9898
Következtetések Rendszer: komplex dinamikus jellemzés az anyagok igen széles körére Akusztikus vizsgálat: keménységtényező (f2*m/d) Impakt vizsgálat: keménységtényező (1/dT2)