DE3918835A1

DE3918835A1 - Verfahren und vorrichtung zur ermittlung der dynamischen und statischen kenngroessen elastischer werkstoffe

Info

Publication number: DE3918835A1
Application number: DE19893918835
Authority: DE
Inventors: Stefan Vierl; Franz Czep
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1989-06-09
Filing date: 1989-06-09
Publication date: 1990-12-20
Anticipated expiration: 2009-06-10
Also published as: DE3918835C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der dynamischen und statischen Kenngrößen elastischer Werkstoffe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14.

Aus der DIN 53 440 ist bereits ein Biegeschwingungsver such zur Bestimmung der dynamisch-elastischen Eigen schaften stab- oder streifenförmiger Probekörper be kannt. Bei diesem Verfahren wird der üblicherweise in einem Schwingungsknoten gehalterte Probekörper mit einer bestimmten Frequenz f von außen angeregt, die zu einer gleichbleibenden Erregungsamplitude führt. Durch Ände rung der Frequenz durchläuft die Schwingungsamplitude der stehenden Welle bei nicht zu hoher Dämpfung mehr oder weniger hohe Resonanzmaxima. Die Kurvenstücke in der Umgebung der Resonanzmaxima werden zur Berechnung des Verlustfaktors d und der dynamischen Biegesteifig keit B verwendet. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die Werkstoffkennwerte nur für den Bereich der Reso nanzfrequenz hinreichend genau bestimmbar sind. Es ist jedoch bereits bekannt, daß diese Werkstoffkennwerte von der Frequenz abhängig sind, so daß die ermittelten Werkstoffkennwerte außerhalb des Bereichs der Reso nanzfrequenz ungenau sind. Ferner können mit diesem Verfahren keine Fertigteile überprüft werden. Die stab- oder streifenförmigen Proben bedingen einen anderen Strömungswiderstand als ein ungleichmäßig geformtes Fertigteil. Dies bewirkt ein zu niedriges Meßergebnis für den dynamischen Speichermodul E. Bei der Messung von Schaumstoffen ist aufgrund der unterschiedlichen Porosi tät verschiedener Schäume eine einfache Korrektur des Meßergebnisses nicht möglich. Schließlich muß zur Probenentnahme ein Fertigteil zerstört werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Ermitt lung der dynamischen und statischen Kenngrößen elasti scher Werkstoffe anzugeben, das die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen.

Diese Aufgabe wird in bezug auf das Verfahren der eingangs genannten Art durch die Merkmale des kenn zeichnenden Teils des Anspruchs 1 und in bezug auf die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 14 gelöst.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist es möglich, die dynamischen Kennwerte der Werkstoffe hinreichend genau, relativ schnell und kontinuierlich über einen großen Frequenzbereich zu messen. Dabei wird die untere Grenz frequenz von der Meßtechnik und von der Entkopplung der Vorrichtung zur Halterung der Materialprobe gegen tieffrequente Gebäudeschwingungen bestimmt. Die obere Grenzfrequenz ergibt sich aus der Steifigkeit dieser Vorrichtung bzw. deren erster Eigenresonanz. Die Messung der Werkstoffe kann bei realitätsnahen Strömungswider ständen erfolgen, indem eine unzerschnittene Probe gemessen wird, deren Maße wesentlich größer als die der beiden, der Halterung der Probe dienenden Prüfplatten sind. Ferner kann ein realitätsnaher Strömungswiderstand bei der Messung dadurch simuliert werden, daß die Gesamtprobenabmessungen zwar größer als die beiden Halterungsplatten sind, aber der Probenabschnitt, der durch die beiden Halterungsplatten beaufschlagt wird, aus der Gesamtprobe herausgeschnitten ist und der Mantelbereich durch die Restprobe abgedeckt ist. Dadurch werden Übergangszonen am Randbereich der beaufschlagten Problemfläche vermieden. Schließlich ist bei einer entsprechend großen Ausführung der Vorrichtung eine Messung von Fertigteilen durchführbar. Ferner ist eine einfache Probenapplikation möglich, wobei Verfälschungen des Meßergebnisses durch leichte Unebenheiten der Probe, schlechte Planlage, leichtes Abheben der Kontaktflächen oder eine Exzentrizität der Vorspannkraft ausgeschlossen sind. Außerdem weist das erfindungsgemäße Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung eine Vielzahl von Einsatz möglichkeiten auf. So können die dynamischen Kennwerte der Werkstoffe in Abhängigkeit von der Frequenz und unterschiedlichen statischen Vorspannungen und/oder unterschiedlichen Erregerwegen und/oder unterschied lichen Temperaturen und Luftfeuchtigkeiten und/oder unter Vakuum bestimmt werden. Ferner können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und der dazugehörigen Vorrichtung statische Kenngrößen der Werkstoffe ermit telt werden.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 den Verlauf von Resonanzkurven bei einem konstanten Speicher-Modul E und bei einem über der Frequenz sich ändernden Speichermodul E (f),

Fig. 2 das Ersatzmodell eines Kunststoffschaumes,

Fig. 3 eine vereinfachte Darstellung des erfindungsgemäßen Meßprinzips,

Fig. 4 einen Meßaufbau mit rechnergestützter Auswertung,

Fig. 5 einen weiteren Meßaufbau mit analoger Auswertung,

Fig. 6 einen Meßprüfstand mit einer eingespannten Materialprobe und

Fig. 7 eine schematisierte Darstellung eines Meßprüfstandes, der mit einer Klima- bzw. Vakuumkammer versehen ist.

In Versuchen und praktischen Anwendungen hat es sich gezeigt, daß elastische Werkstoffe mit einer porösen Struktur, insbesondere Kunststoffschäume, bereits in dem relativ engen Frequenzbereich, in dem sich Resonanzen ergeben, meßbare Verhärtungen bilden, d.h. daß sich der Speicher-Modul E erhöht. Ferner konnte mit dem nachfol gend beschriebenen Verfahren und der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nachgewiesen werden, daß die Resonanzkurven im Bereich höherer Frequenzen deutliche Abweichungen zu den Resonanzkurven aufweisen, bei denen ein konstanter E-Modul angenommen wurde. Dieser Zusam menhang ist in der Fig. 1 dargestellt, in der über der Frequenz f der Quotient aus der Schwingungsamplitude A und der Resonanzamplitude A_max bei der Resonanzfrequenz f_n aufgetragen ist. Ferner ist die Halbwertsbreite Δf der Resonanzkurve eingezeichnet, die als Maß für die Dämpfung beim Biegeschwingungsversuch benutzt wird. Die Halbwertsbreite Δf ist als der Abstand der beiden Frequenzen oberhalb und unterhalb von f_n definiert, bei denen A² = 1/2 A² _max ist bzw. bei denen die Amplituden A 3 d B unterhalb von A_max liegen. Aus dem Quotienten d = Δf/f_n ergibt sich der Verlustfaktor d bei der Frequenz f_n beim Biegeschwingungsversuch. Die in einer strichpunktierten Linie eingezeichnete Resonanzkurve, bei der die Verhärtung bzw. die Erhöhung des Speicher- Moduls E über der Frequenz f berücksichtigt wird, weist eine größere Halbwertsbreite auf, so daß auch der Verlustfaktor d bei der Berücksichtigung der Veränderung des E-Moduls über der Frequenz einen größeren Wert ergibt. Bei Vergleich der beiden Kurven ergibt sich ferner, daß die wirkliche Dämpfung des untersuchten Werkstoffes höher ist, als die bei einem konstanten E-Modul angenommene Dämpfung.

Dieser Unterschied läßt sich anhand eines in der Fig. 2 gezeigten Feder-Dämpfer-Ersatzmodelles für einen unter suchten Werkstoff, im vorliegenden Fall einem Kunst stoffschaum, erklären. Die Feder c₁ und der Dämpfer k₁ stellen das Skelett des Kunststoffschaumes dar. Parallel dazu liegt eine Reihenschaltung aus einer Feder c₂ und einem Dämpfer k₂, die die Feder- und Dämpferwirkung der sich im Schaum befindlichen Luft abbilden. Dabei ist c₂ die Federsteifigkeit der Luft und k₂ entspricht dem Strömungswiderstand zwischen den Poren des Kunststoffes, der um so höher ist, je schneller die Luft zwischen den Poren strömt. Je höher die Verformungsfrequenz des Kunststoffschaumes ist, desto schneller muß die Luft aus den Poren entweichen. Dadurch erhöht sich der Widerstand und damit die Federsteifigkeit c₂. Die Gesamtfederstei figkeit c_ges ergibt sich aus der Summe der Federstei figkeit c₁ des Kunststoffskeletts sowie der Federstei figkeit c₂ der Luft. Aufgrund der unterschiedlichen Porosität und der daraus resultierenden Größe des Dämpfers k₂ bei verschiedenen Schäumen ist auch deren Verhärtungsverhalten verschieden. Gleichzeitig geht mit der Änderung des Speicher-Moduls E auch eine Veränderung des Dämpfungsverhaltens einher. Dies hat zur Folge, daß Werkstoffe, beispielsweise Kunststoffschäume, die bei der Berechnungsmethode mit einem konstanten E-Modul bei der Resonanzfrequenz f_n für einen bestimmten Anwendungs fall geeignet erscheinen, aufgrund ihres Dämpfungsver haltens bei höheren Frequenzen ungeeignet sind. Dies gilt auch für den umgekehrten Fall.

In der Fig. 3 ist ein Meßprinzip als Blockschaltbild aufgezeichnet. Dabei ist die Materialprobe 1 als ein Feder-Dämpfer-Ersatzmodell mit den Federsteifigkeiten c₁, c₂ und den Dämpfungskonstanten k₁, k₂ abgebildet. Die Materialprobe 1 wird zwischen einer Erregerplatte 2 und einer dazu gegenüberliegenden Gegenplatte 3 ange ordnet. Über die Erregerplatte 2 wird eine dynamische Verformung eingeleitet. An der Erregerplatte 2 wird eine Bewegungsgröße, d.h. entweder der Weg oder die Ge schwindigkeit oder die Beschleunigung über ein Meßgerät 4 gemessen. Die an der Gegenplatte 3 auftretende Kraft F wird über ein Meßgerät 5 ermittelt. Falls die gemessene Bewegungsgröße an der Erregerplatte 2 die Beschleunigung oder die Geschwindigkeit ist, wird diese Größe durch Integration in eine Weggröße umgewandelt. Für die ermittelten Kraft- und Wegwerte wird eine Frequenzana lyse durchgeführt. Durch Division der Kraft F durch den Weg s für jede Frequenz f wird die Federsteifigkeit c (f) errechnet. Durch Multiplikation der Federsteifigkeit c (f) mit dem Quotienten aus der Dicke der Materialprobe und deren Querschnittsfläche ergibt sich der Speicher Modul E der Materialprobe 1. Die Darstellung erfolgt auf einem Bildschirm oder einem Schreiber, wobei der E-Modul als Funktion über der Frequenz aufgetragen ist. Ebenso wird für jede Frequenz f die Phasenlage ϕ zwischen der Kraft F und dem Weg s gemessen. Der Tangens des Phasen winkels ϕ ergibt den Verlustfaktor d. Dieser wird graphisch über der Frequenz f aufgetragen.

Die Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild eines Meßaufbaus für eine analoge Auswertung. Ein Regelgenerator 6 gibt ein Sinussignal ab, dessen Frequenz f kontinuierlich variiert wird. Dieses Sinussignal wird an einen Lei stungsverstärker 8 weitergeleitet, der das Schwingungs signal verstärkt. An den Leistungsverstärker 8 ist ein elektromechanischer Schwingungserreger 9 angeschlossen, der das elektrische Schwingungssignal in eine mechani sche Schwingung umwandelt. Die Amplitude der Schwingung wird so geregelt, daß die am Schwingungserreger 9 auftretende Wegamplitude für alle Frequenzen gleich ist. Dadurch ist die Kraft F, die durch einen dynamischen Kraftaufnehmer oder einen Dehnungsmeßstreifen 11 gemes sen wird, der zwischen der Materialprobe 1 und der Gegenplatte 3 angeordnet ist, direkt proportional zur Federkonstante c. Ein zwischen der Materialprobe 1 und der Erregerplatte 2 angeordnetes Weggrößen-Meßgerät, beispielsweise ein Beschleunigungsaufnehmer 10, wandelt die erfaßte Weggröße, beispielsweise die Beschleunigung a, in eine elektronisch verwertbare Größe, beispiels weise in eine Ladung Q, um. Diese wird in einem Ladungs verstärker 12 in eine Spannung gewandelt und zweifach zu einer wegproportionalen Spannung U∼s integriert. Die an der Gegenfläche 3 auftretende Kraft F wird vom dynami schen Kraftaufnehmer 11 in eine proportionale Ladung Q gewandelt. Die Ladung wird in einem Ladungsverstärker 13 in eine Spannung U∼F umgewandelt und verstärkt. Die beiden dem Weg bzw. der Kraft proportionalen Spannungen werden einem Phasenmeter 14 zugeführt, der für jede Frequenz f den Phasenwinkel ϕ zwischen der Kraft F und dem Weg s mißt. In einem Effektivwertbildner 15 wird der Effektivwert der Kraft F gebildet, falls diese als Wechselspannungssignal vorliegt. Dieser Wert wird an einen X-Y₁-Y₂-Schreiber abgegeben. Ein zur Frequenz f proportionales Gleichspannungssignal U∼f wird vom Regelgenerator 6 an den Schreiber 16 geliefert, das zu dessen Ansteuerung dient. Ferner wird dem Schreiber 16 der im Phasenmeter 14 ermittelte Phasenwinkel ϕ zuge leitet. Der Schreiber 16 trägt über der Frequenz f die Federsteifigkeit c, d. h. den Quotienten F/s sowie den Phasenwinkel ϕ zwischen F und s auf. Die auf die Materialprobe 1 wirkende Vorspannkraft wird durch einen statischen Kraftaufnehmer oder Dehnungsmeßstreifen 19 gemessen, der den Meßwert in eine Spannung wandelt, die an einen Meßverstärker 20 weitergeleitet wird. Der Meßverstärker 20 verstärkt das Spannungssignal und gibt es an ein Spannungsmeßgerät 21 ab, das die wirkende Vorspannkraft anzeigt.

In der Fig. 5 ist ein Blockschaltbild eines Meßaufbaus gezeigt, bei dem die Auswertung über einen Rechner 18 erfolgt. Ein Frequenzgenerator 7 erzeugt ein Rausch signal, welches im Leistungsverstärker 8 zum Betrieb des elektromechanischen Schwingungserregers 9 verstärkt wird. Der Schwingungserreger 9 erzeugt aus der elek trischen Schwingung eine mechanische Schwingung. Das an der Erregerplatte 2 angeordnete Weggrößen-Meßgerät, beispielsweise ein Beschleunigungsaufnehmer 10, wandelt die erfaßte Beschleunigung a in eine elektronisch verwertbare Größe, beispielsweise in eine Ladung Q, um. Diese wird im Ladungsverstärker 12 in eine Spannung umgewandelt und zweifach zu einer wegproportionalen Spannung U∼s aufintegriert. Die an der gegenüberlie genden Seite der Materialprobe 1 auftretende Kraft F wird von einem an der Gegenplatte 3 angeordneten dyna mischen Kraftaufnehmer 11 in eine proportionale Ladung Q gewandelt. Diese wird im Ladungsverstärker 13 in eine Spannung U∼F umgewandelt und verstärkt. Die Spannungen U∼s und U∼F werden einem Frequenzanalysator 17 zuge führt, der die beiden Spannungssignale U_S und U_F in die jeweiligen Frequenzanteile aufspaltet und ferner den Quotienten F/s, d. h. die Federsteifigkeit c, sowie den Phasenwinkel ϕ zwischen der Kraft F und dem Weg s bildet. Die ermittelte Federsteifigkeit c und der Phasenwinkel ϕ werden an einen Rechner 18 weitergelei tet, der den Speicher-Modul E = c x (Dicke der Material probe/Querschnittsfläche der Materialprobe) und den Verlustfaktor d = tan ϕ für jede Frequenz berechnet und die ermittelten Werte auf einem Schreiber und/oder einem Bildschirm darstellt. Wie bei dem in der Fig. 4 gezeig ten Meßaufbau kann die auf die Materialprobe 1 wirkende Vorspannung über ein Spannungsmeßgerät 21 angezeigt werden, wobei die Vorspannungskraft durch einen stati schen Kraftaufnehmer 19 gemessen wird, der die gemessene Kraft in eine Spannung umwandelt, die in einem Meßver stärker 20 verstärkt wird.

Mit dem oben beschriebenen Verfahren und der dazuge hörigen Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens können folgende Messungen durchgeführt werden:

Bei einer Durchführung der Messungen bei unterschied lichen statischen Vorspannungen kann die Abhängigkeit des Speicher-Moduls E (f) und des Verlustfaktors d (f) von der statischen Vorspannung untersucht werden.

Bei einer Durchführung der Versuche bei unterschied lichen Erregerwegen kann die Abhängigkeit des Spei cher-Moduls E (f) und des Verlustfaktors d (f) vom Erregerweg ermittelt werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß der Verstärkungsfaktor am Lei stungsverstärker 8 zur Speisung des Schwingungserregers 9 verändert wird.

Bei Einbau des Meßaufbaus bzw. der zwischen der Erre gerplatte 2 und der dazugehörigen Gegenplatte 3 einge spannten Materialprobe 1 in eine Klimakammer 22 können der Einfluß der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit auf den Speicher-Modul E (f) und den Verlustfaktor d (f) bestimmt werden.

Bei Einbau der Meßvorrichtung bzw. der Materialprobe in eine Vakuumkammer 23 können die dynamischen Kennwerte der Struktur eines porösen Werkstoffes, beispielsweise die Kennwerte des Schaumstoffskeletts, bestimmt werden, da hierbei die Wirkung der Luftfederung und des auf tretenden Strömungswiderstandes ausgeschaltet sind.

Neben einer Ermittlung der dynamischen Kennwerte ist auch die Bestimmung statischer Kennwerte, beispielsweise der Stauchdruckhärte, möglich.

In der Fig. 6 ist ein Prüfstand 23 gezeigt, der aus einem sehr steifen Gestell 24 besteht. Im mittleren Bereich des Gestells 24 ist eine Grundplatte 25 ausge bildet, die eine Aussparung 26 aufweist. Die Form der Aussparung ergibt sich aus der Form der verwendeten Platten 2 und 3 zum Festhalten der Materialprobe 1. Auf der Grundplatte 25 ist ein beispielsweise U-förmiges Joch 27 montiert, in dem eine senkrecht verlaufende Säule 28 geführt und mittels einer Klemmvorrichtung 29 in jeder beliebigen Höhe festgestellt werden kann. Am - unteren Ende der Säule 28 ist über einen dynamischen Kraftaufnehmer 11 die Gegenplatte 3 angeschraubt, die die Funktion einer Festfläche übernimmt. An der Unter seite der Grundplatte 25 ist ein Schwingerreger 9 angebracht, der in seiner Befestigungsvorrichtung 30 justiert werden kann. Auf dem Schwingerreger 9 ist über einen statischen Kraftaufnehmer 19 die Erregerplatte 2 montiert. Die Erregerplatte 2 ist in der Aussparung 26 der Grundplatte angeordnet, wobei die der Materialprobe 1 zugewandte Oberfläche der Erregerplatte 2 mit der Oberfläche der Grundplatte 25 bündig abschließt. An der Unterseite der Erregerplatte 2 sitzt ein Weggrößen-Meß gerät, beispielsweise ein Beschleunigungsaufnehmer 10, zur Aufnahme der eingeleiteten dynamischen Verformung. Die Materialprobe 1 wird über eine Verklebung und/oder eine statische Vorspannung an die Erreger- und Gegen platte 2 und 3 angekoppelt. Die Vorspannung wird durch Verschieben der Säule 28 erreicht und mit dem statischen Kraftaufnehmer 19 gemessen. Wie aus der Fig. 6 hervor geht, sind die Abmessungen der Materialprobe 1 in der horizontalen Ebene wesentlich größer als die der beiden Platten 2 und 3, so daß die Messung mit einem realitäts nahen Strömungswiderstand erfolgt. Bei einer entspre chend großen Ausführung des Jochs 27 ist auch eine Messung von Formteilen möglich.

In der Fig. 7 ist ein schematisierter Prüfstand 23 dargestellt, der in einer Klima- und/oder Vakuumkammer 32, 33 eingebaut ist. Die in der Fig. 7 gezeigte Mate rialprobe 1 ist zweiteilig und besteht aus einem durch die Platten 2 und 3 beaufschlagtes Probenteil 1a sowie einem das Probenteil 1a an dessen Mantelfläche umgeben des Probenteil 1b, das auf der Grundplatte 25 aufliegt. In der Regel wird diese Materialprobe 1 dadurch herge stellt, daß das Probenteil 1a aus einem Fertigteil oder einer größeren Materialprobe herausgeschnitten wird, so daß das das Probenteil 1a umgebende Probenteil 1b entsteht. Auf diese Weise kann die Messung bei einem realistischen Strömungswiderstand durchgeführt werden. In einer anderen Ausführungsform, insbesondere bei der Messung von Formteilen mit einem Prüfstand mit großen Abmessungen genügt die Ausbildung einer Klima- und/oder Vakuumkammer 32, 33, die den durch die Platten 2, 3 und die dazwischen angeordnete Materialprobe 1 gebildeten Raum umschließt.

Wird die Erregerplatte 2 in einen unbeweglichen Zustand gebracht und die Säule 28 über einen nicht abgebildeten Motor verfahren, dann können mit dem in den Fig. 6 und 7 abgebildeten Prüfstand die statischen Kennwerte eines Werkstoffes ermittelt werden. Durch die Messung der Kraft F und des Weges s kann beispielsweise die Stauch druckhärte der jeweiligen Materialprobe 1 gemessen werden.

Claims

1. Verfahren zur Ermittlung der dynamischen Kenngrößen elastischer Werkstoffe, insbesondere von Kunst stoffschäumen, wobei eine Materialprobe (1) des zu untersuchenden Werkstoffes mindestens an einer Stelle in einer Vorrichtung fest angeordnet ist und wobei eine periodische äußere Erregung auf die Materialprobe (1) eingeleitet wird, dadurch ge kennzeichnet, daß die zur Berechnung der dynamischen Kenngrößen erforderlichen Meßwerte in Abhängigkeit von der Frequenz gemessen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erforderlichen Größen eine Bewegungsgröße (s, , ) und die an der Materialprobe (1) aus tretende Kraft F sind.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erfaßten Werte in elektrische Größen umgewandelt werden.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Frequenzanalyse der gemessenen Werte bzw. der entsprechenden elektrischen Signale durchge führt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Vorrichtung (14, 17) für jede Frequenz f der Phasenverschiebungswinkel ϕ zwischen der Kraft F und dem Weg s ermittelt wird und
daß in der Vorrichtung (14, 17) der Quotient F/s, d. h. die Federsteifigkeit c, ermittelt wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Vorrichtung (18) der Speicher-Modul E aus der Federsteifigkeit c und den geometrischen Größen der Materialprobe (1) und der Verlustfaktor d = tan ϕ berechnet wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessenen und ermittelten Werte als eine Funktion über der Frequenz f graphisch dargestellt werden.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Materialprobe (1) wirkende Vorspannkraft durch eine manuell oder motorisch verstellbare Vorrichtung (28, 29, 3, 19, 20, 21) eingestellt wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dynamischen Kenngrößen der zu untersuchenden Materialprobe (1) in Abhängigkeit unterschiedlicher Vorspannungen untersucht werden.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dynamischen Kennwerte der zu untersuchenden Mate rialprobe (1) in Abhängigkeit unterschiedlicher Erregerwege gemessen werden.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dynamischen Kennwerte der zu untersuchenden Mate rialprobe (1) bei unterschiedlichen Temperaturen und Luftfeuchtigkeiten untersucht werden.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dynamischen Kennwerte der zu untersuchenden Mate rialprobe bei Vakuum ermittelt werden.

13. Verfahren zur Ermittlung von statischen Kenngrößen elastischer Werkstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einwirkung eines Stempels oder dgl. (3) auf die statisch aufliegende Materialprobe (1) die Stauchdruckhärte bestimmt wird.

14. Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 13, bestehend aus einer Vorrichtung (23) zur Halterung einer Materialprobe (1) sowie einer Vorrichtung (9) zur Erzeugung eines Erregerweges in der Materialprobe (1) sowie Meßvorrichtungen für die eingegebenen und austretenden Größen, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialprobe (1) zwischen einer während des Meßversuches stillstehenden ebenen Fläche eines Halterungsteils (3) und einer während des Versuchs ablaufs durch eine periodische äußere Erregung bewegte Fläche eines Halterungskörpers (2) ange ordnet ist
daß die auf die Materialprobe (1) wirkende Vor spannkraft über eine Vorrichtung (28, 29, 3, 19, 20, 21) einstellbar ist, und
daß Vorrichtungen zur Auswertung bzw. Ermittlung der dynamischen Kennwerte (14, 15, 16; 17, 18) in elektrischer Verbindung mit den Meßvorrichtungen (10, 12; 11, 13) stehen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Flächen der Halterungsteile (2, 3) im Vergleich zu den damit in Kontakt stehenden Flächen der Material probe (1) in dem Maße kleiner sind, daß die Mes sung bei einem realitätsnahen Strömungswiderstand erfolgt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialprobe 1 zweiteilig ist und aus einem Probenteil (1a) besteht, dessen Außenabmessungen mit denen der Halterungsteile (2, 3) übereinstimmt und ferner ein Probenteil (1b) aufweist, das das Probenteil (1a) an dessen Mantelfläche umschließt.

17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorgehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am erregten Halterungsteil (2) ein Weggrößen- Meßgerät angeordnet ist, das die erfaßte Weggröße (s, , ) in eine elektronisch verwertbare Größe, insbesondere eine dem Weg proportionale Spannung, umwandelt, und daß die zur Umwandlung erforderliche Vorrichtung (12) an eine Vorrichtung (14, 17) zur Ermittlung des Phasenwinkels ϕ bzw. der Feder steifigkeit c angeschlossen ist.

18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem während der Messung nicht bewegten Halterungsteil (3) eine Vorrichtung (11) zur Messung der Reaktionskraft F (f) angeordnet ist, die die erfaßte Kraft F (f) in eine elektronisch verwertbare Größe, insbesondere in eine der Kraft F (f) proportionale Spannung, wandelt und daß die zur Umwandlung erforderliche Vorrichtung (13) an die Vorrichtung (14, 17) zur Ermittlung des Phasen winkels ϕ und der Federsteifigkeit c und ggf. an eine Vorrichtung (15) zur Effektivwertbildung angeschlossen ist.

19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (14, 17) zur Messung des Phasenwin kels ϕ sowie der Federsteifigkeit c und anderer Werte mit einer Vorrichtung (16, 18) zur bildlichen oder graphischen Darstellung der gemessenen und ermittelten Werte elektrisch verbunden ist.

20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen (12, 13) Ladungsverstärker, die Vorrichtung (14) ein Phasenmeter, die Vorrichtung (17) ein Frequenzanalysator, die Vorrichtung (16) ein X-Y-Y-Schreiber und die Vorrichtung (18) ein Rechner ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich net, daß der Rechner (18) so beschaffen ist, daß der Speicher-Modul E aus der Federsteifigkeit c sowie den geometrischen Größen der Materialprobe (1) und der Verlustfaktor d als Tangens des Phasenwin kels ϕ berechenbar ist.

22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem in der Vorrichtung (30) gehalterten Schwingungserreger (9) und dem Halterungsteil (2) ein statischer Kraftaufnehmer (19) angeordnet ist, der die erfaßte Vorspannkraft in eine Spannung wandelt, daß der statische Kraftaufnehmer (19) mit einem Meßverstärker (20) elektrisch verbunden ist, der das Spannungssignal verstärkt und daß der Meßverstärker (20) an ein Spannungsmeßgerät (21) angeschlossen ist, das das verstärkte Spannungs signal in einen Kraftwert umwandelt.

23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (23) aus einem steifen Gestell (24) besteht, das eine mit einer Aussparung (26) ver sehene Grundplatte (25) aufweist,
daß in der Aussparung (26) das Halterungsteil (2) beweglich geführt ist,
daß das Halterungsteil (2) mit dem justierbaren Schwingungserreger (9) mechanisch verbunden ist und daß auf der Grundplatte (25) ein Joch (27) ange ordnet ist, in der das Halterungsteil (3) ein stellbar angeordnet ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich net, daß zumindest die Materialprobe (1) von einer Klimakammer (32) und/oder einer Vakuumkammer (33) umgeben ist.