Messungen der Dämmung von Gehäusewänden - II

[Hiege]

ja, das geht, ... ich war als entwicklungschef bei einer entwicklung beteiligt wo man ein innenraum eines autos aktiv versucht hat leiser zu bekommen, ... mehr kann ich hierzu nicht sagen, da es eine OEM-entwicklung war, ich kann nur sagen dass es ein süddeutscher OEM war, aber bezüglich sprachqualität, also bei telefonaten im auto, geht heute schon extrem viel, im fahrzeuginnenraum, ... stichwort antischall, ... gruß timo

http://de.wikipedia.org/wiki/Antischall

Ich meine das ich mal in einem Audi A8 mitgefahren bin der dieses Future hatte,
sobalt man minimal Lauter drehte war das Motorengeräusch einfach weg.
Ist aber schon etwas her.

[krabat]

Ich meine das ich mal in einem Audi A8 mitgefahren bin der dieses Future hatte,
sobalt man minimal Lauter drehte war das Motorengeräusch einfach weg.
Ist aber schon etwas her.

moin junks,

im prinzip ist die erwähnung von "aktoren" kein schlechter hinweis. bei meiner ludenschleuder hat's die option, sich einen schlauch vom luftfilter in den innenraum legen zu lassen, auf dass das rotzige brüllen des großvolumigen triebwerks auch hörbar würde - ein süddeutscher hersteller, ab werk (gegen ca 300eus aufpreis)!

aber es wäre dann doch mehr etwas für den bereich "Gehäusebau"?

bitte nur zum thema schreiben!

aber randständig hat's einen bezug: um die so vehement behauptete "modale schwingung" gibt es uneinigkeit. leider haben die verfechter der tollen modaliät keine idee, wie messen, ausser dass man griess ("bulgur") auf boxenwände streut, und Chladnische Klangfiguren erzeugt.

diese idee stammt sicherlich aus laienhaften küchentischbasteleien mit biegewellen auf den membranen von DML lautsprechern. die sind selbstverständlich "modal" bis zum abwinken. "modal" heisst dann hier auch, dass die phase der schwingungen wirr über die fläche verteilt ist.

das bedeutet, antischall ist mit solchen aktoren gerade dann nicht mehr machbar, wenn die schwingung "modal" wird.


was das thema des threads angeht, die modale schwingung einer boxenwand - ohne anführungsstriche, weil wir jetzt wissen, was das bedeutet, würde eine über die fläche sehr eindeutig berechenbare verteilung der phase aufweisen. die formel wurde schon angegeben. zwar wird auch dieses ergebnis einer universitären diplomarbeit von dem "experten" bezweifelt. sie ist aber dennoch richtig.


das allerleichteste wäre, die formel bei der definition eines messvorhabens zu verwenden. hat jemand eine idee?

es stehen (hier) mindestens zwei, ab wahrscheinlich heute sogar 4 gleichzeitig verwendbare beschleunigungssensoren an ebenso vielen messverstärkern zur verfügung! damit sollte es doch möglich sein, zu entscheiden

- ob tatsächlich modale vorgänge auf einer boxenwand vorkommen
- ob eventuell biegewellen (das ist was ganz anders) auftreten

ich komme auf die ursprüngliche frage an begeistert denkende, unverkrampfte forenkollegen zurück: wie müsste ein messvorhaben aussehen, damit es allgemein als diskussionsgrundlage akzeptiert würde?

- wie sieht die box aus
- welche eigenschaften werden veränderlich gestaltet
- welche messgrößen werden abgenommen

[Fosti]

Ich habe mal einen Versuch mit einer nicht eingespannten (frei schwingenden) Platte aufbereitet, als Vergleich zu einer MATLAB Simulation. Mit dem guten alten HP-Analyzer (heute Agilent: http://cp.literature.agilent.com/lit...5954-7957E.pdf )

Ob sich der Aufwand für eine Lautsprecherbox lohnt?

Für die Interessierten, aber mathematisch nicht so versierten ein "non mathematical approach": http://mech.vub.ac.be/teaching/info/...l_analysis.pdf

[Fosti]

es stehen (hier) mindestens zwei, ab wahrscheinlich heute sogar 4 gleichzeitig verwendbare beschleunigungssensoren an ebenso vielen messverstärkern zur verfügung! damit sollte es doch möglich sein, zu entscheiden

Die Vorgehensweise ist eigentlich immer gleich:

-Diskretisieren des DUT
-Dann Messung der Übertragungsfunktionen entweder
* von einem Anregungspunkt zu allen Diskretisierungspunkten oder
* von allen Diskretisierungspunkten zu einem Aufnahmepunkt
-Daraus Berechung der Eigenvektoren und -frequenzen

Also man braucht minimal nur einen Aufnehmen und einen "Anreger" (z.B. ein Modalhämmerchen)

[gutjan]

Hallo,
Hier mein Vorschlag

Gruß Jan

[Fosti]

Hallo Jan,

das taugt erstmal nur zu einer qualitativen Beurteilung. Für eine Analyse muss das Anregungssignal mit ausgewertet werden, sonst hat man nicht einmal die Hälfte "gewonnen".

[gutjan]

@ Fosti, das Anregungssignal wird einbezogen, in dem man die Membranbewegung mit dem Laser abtastet und gewichtet mit einbezieht.

Gruß Jan

[Fosti]

Blöderweise ist das Anregungssignal durch ein komplettes Chassis und die Einleitung in die Struktur ziemlich komplex gegenüber einer quasi punktförmigen Einleitung eines Impulses mit einem Modalhammer....hast Du eine Idee, wie Du das auswerten möchtest?

[Fosti]

Da wäre das Eingangssignal des Chassis schon sinnvoller!

[gutjan]

Hallo Fosti,

nur eine Idee,

dein Vorschlag mit dem vorgestellten Messequipment ist super, werden die 2 Beschleunigungsaufnehmer wie in der Beschreibung beschrieben durch Modalhämerchen/Beschleunigungsaufnehmer ersetzt und an der an der Seitenwand längs der x-Richtung und in den Abständen jeweils 1/4 von der Gesamthöhe angebracht, so könnte man den Körperschall ausfindig machen.
Man könnte mit dem Hämerchen das Chassis auf der Vorderwand simulieren, denn die Energieübertragung wird über Boden, Decke, Seitenwände auch als Schalllängsleitung in den Raum abgegeben.

Man sollte die Gehäuse - und die Hohlraum-Resonanz getrennt messen und bewerten, z.B. bei der Vibrations-Messung außen am Gehäuse ohne Rückwand mit verschiedener Versteifungs-Anordnung, die Hohlraumresonanzfrequenz-Messung im geschlossenen Innengehäuse an der Stelle des BR-Rohres-Eingangs mit einem Mikrofon, denn alle Resonanzen liegen relativ dicht beieinander d.h. in der Summe sind sie immer voneinander abhängig.

[krabat]

Da wäre das Eingangssignal des Chassis schon sinnvoller!

nochmals die motivation:

um zu verstehen, wie resonanzen der gehäusewände zu vermeiden, oder wenigsten zu vermindern sind, sollte man wissen was eigentlich passiert. insbesondere wissen, wodurch werden die resonanzen hervorgerufen, und welcher art sind sie eigentlich?

es bieten sih zwei deutungsmöglichkeiten an:
- die wände werden durch die resonanzen der eingeschlossenen luft mitgeschleppt
oder
- sie sind eigenschwingungen der platte, die "irgendwie" angeregt werden

im ersten fall müsste man "nur" die resonanzen der luft so gering wie möglich halten. das wäre überhaupt sinnvoll, weil resonanzen der luft sich über die membran nach aussen mitteilen, und in dieser hinsicht von resonanzen der wände nicht zu unterscheiden sind, siehe auch
http://www.visaton.de/vb/showpost.ph...1&postcount=65

im zweiten fall sind unter umständen sehr weitgehende maßnahmen erforderlich, die man gerne vermeiden möchte. zwar kann gezeigt werden, was zu tun wäre, um "gut genug" zu sein, aber wem ist "gut genug" schon gut genug?

wie kann man messtechnisch unterscheiden, ob der erste, oder der zweite fall gegeben ist?


in diesem posting:

http://www.visaton.de/vb/showpost.ph...4&postcount=66


findet sich diese formel für die resonanzfrequenzen einer platte.



diese formel gibt die resonanzfrequenzen Wmn für die plattenmaße a, b, die moden m, n und eine konstante (D/m), die hier nicht weiter interessiert.

angenommen die platte hat abmessungen im verhältnis

a = 2 : b = 3

die grundresonanz für die mode mit n = m = 1 sei angenommen "X"

dann folgt für die moden m, n

m = 1, n = 1 : 1.00 * "X"
m = 1, n = 2 : 1.92 * "X"
m = 2, n = 1 : 3.03 * "X"
m = 2, n = 2 : 3.99 * "X"

dieses seitenverhältnis der platte ist kaum geeignet, luftresonanzen mit der gewohnten abfolge 1 : 2 : 3 : 4 ... von eigenschwingungen der platte zu unterscheiden. beide sind zu ähnlich.

ein anderes seitenverhältnis:

a = b = 1

m = 1, n = 1 : 1.00 * "X"
m = 1, n = 2 : 2.50 * "X"
m = 2, n = 1 : 2.50 * "X"
m = 2, n = 2 : 4.00 * "X"

das sieht schon besser aus - die resonanz mit der frequenz 2.5 * "X" kommt für die platte doppelt vor, für eine luftsäule aber nie. gegenüber der luftsäule fehlen der platte die frequenzen 2 und 3.

damit könnte man also etwas versuchen. wenn im resonanzspektrum die frequenzen 2 und 3 fehlen, aber eine frequenz 2.5 auftaucht, dann schwingt die platte auf einer eigenfrequenz, und zwar unabhängig von einer resonanz der luftsäule.

das große geheimnis ist "X". aus praktischer erfahrung weiss ich, dass eine 15mm sperrholzplatte, 30 x 30 cm^2 auf etwa 500hz die erste grundmode hat. dazu hatte ich die wand von aussen beklopft, und das beschleunigungs-spektrum gemessen. mit einem eindeutigen peak auf eben 500hz.

nun liegt aber wiederum die erste 1/2-wellenlänge-luftresonanz einer 30cm luftsäule bei irgendwas um 500hz! aber: die platte wird optimal angeregt, wenn der druck
a) senkrecht auf die platte einwirkt
und
b) umso besser, je mittiger die anregung erfolgt

also sollte wegen (a) das gehäuse eineseits die 30 * 30 cm^2 seitenfläche haben, andererseits aber in der übrigen raumrichtung kein vielfaches von 30cm groß sein. wie wäre es mit 40cm? dann läge die erste luftresonanz, die optimal an die wand koppelt bei 420hz, also deutlich tiefer, als man für eine eigenschwingung der platte selbst erwarten würde.

nun könnte aber noch die zweite querresonanz der luft auftreten, nämlich wenn die wellenlänge nicht nur halb, sondern ganz ins gehäuse passt. dann liegt nämlich genau auf der mitte ein druckmaximum vor. dieses wäre entsprechend (b) in der lage die platte anzuregen, obwohl die resonanz nicht senkrecht auf der platte steht.

nachdem man die ominöse formel angewendet hat, und nach ein paar durchaus schon kritischen überlegungen könnte man also eine geeignete testbox bauen! man weiss, was einen erwartet. es wird schwierig! zur ünterstützung der interpretation des resonanzspektrums könnte man aber auch, und sollte, die luftresonanzen im gehäuse direkt ausmessen - ein kleines loch eingebohrt, und ein mikrophon eingesetzt, schon hat man daten, bitte gemessen, nicht geschätzt!


besser aber ein zweiter test, um nicht wieder in deutungsorakel abzutauchen:

wenn eine gehäusewand modal schwingt, dann schwingen die teile mit verschiedener, genau entgegengesetzter phase - das ist die definition einer modalen schwingung.

in bild #1 habe ich die schwingungsmuster skizziert. bei einer modalen schwingung würden sich knotenlinien auf der platte befinden, auf denen sich praktisch nichts bewegt. auf beiden seiten der knotenlinien (rot) liegen entgegengesetzte phasen der bewegung vor. würde man also ein doppel an beschleunigungsmessern entsprechend anbringen, müsste man den phasenversatz bemerken. zum anderen - ein dritter sensor, der genau in der mitte der platte liegt, würde sich nicht bewegen. das wäre ein klarer hinweis auf eine modale bewegung der platte. oder anders herum, fehlt der hinweis: keine modale bewegung.

also drei kriterien:

1) wie sieht das resonanzspektrum aus? 1:2:3:.. wie luft, oder mit "krummen" werten wie eine platte?
2) liegen die im gehäuse gemessenen luftresonanzen genau auf, oder abseits der maximalen plattenbewegung?
3) sind phasenunterschiede für klar benennbare bereiche der platte zu messen?

[ALler]

also drei kriterien:

1) wie sieht das resonanzspektrum aus? 1:2:3:.. wie luft, oder mit "krummen" werten wie eine platte?
2) liegen die im gehäuse gemessenen luftresonanzen genau auf, oder abseits der maximalen plattenbewegung?
3) sind phasenunterschiede für klar benennbare bereiche der platte zu messen?

`n Abend,

hört sich gut überlegt an.

Wobei man zu 3) man vielleicht per Sprungantwort sehen könnte, ob es nach oben, oder nach unten geht mit der initialen Bewegung in den fraglichen Bereichen.

Überlegung wäre sonst noch, ob man nicht besser per Sinus-Ton an die Sache heran geht (statt breitbandigem Rauschen).
Weil dann Quer-Stehwellen nicht so in die Reaktion der Wunschtöne einstreuen.
Aber weis nicht, ob man mit Sinustönen im normalen Frequenzfenster arbeiten könnte (also auch eine Sprungantwort oder die Phase draus gewinnen könnte).


Grüße von
ALler

[LineArray]

also drei kriterien:

1) wie sieht das resonanzspektrum aus? 1:2:3:.. wie luft, oder mit "krummen" werten wie eine platte?
2) liegen die im gehäuse gemessenen luftresonanzen genau auf, oder abseits der maximalen plattenbewegung?
3) sind phasenunterschiede für klar benennbare bereiche der platte zu messen?

...Du bist doch das Forums-Rechengenie:

Rechne hier doch mal die Grundmoden des Luftvolumens aus, dann weißt Du mehr:

http://www.visaton.de/vb/showpost.ph...&postcount=113

Aber Du wirst sicher Gründe finden, das Modell von der "passiv mitgeschgleppten Gehäusewand" und dem dominanten Einfluss der Luftresonanzen auf die Eigenfrequenzen eines Gehäuses aufrecht zu erhalten.

Genauso, wie Du auch Anlässe finden wirst, weiter zu versuchen, mich zu diskreditieren und zu beleidigen.

[LineArray]

...
Ob sich der Aufwand für eine Lautsprecherbox lohnt?

...nein, Resonanzphänomene an Lautsprechergehäusen und ihr Einfluss auf die Schalldämmung sind für die Praxis grundsätzlich irrelevant. Das ist doch eher ein Thema für High-End Schwätzer und Scharlatane.

In der Praxis reichen 15mm Wandstärke (Material ist egal !), Dämmwatte rein und fertig!

Du willst Doch jetzt nicht etwa zu den Schwätzern überlaufen ?

Baue gerade nebenbei einen neuen Center...aus schnödem 15mm MPX...keine geplanten Versteifungen, außer dem Abteil für das AS2.100....muss ich mir Sorgen machen, dass das Gehäuse nicht "strahlungsarm" ist?! --> ABC-Alarm?

und ...

Eben, weil das Problem bei nicht kranken Gehäusekonstruktionen - wie bereits mehrfach erwähnt - vernachlässigbar gegenüber den anderen Konstruktionsmerkmalen ist!

[krabat]

Genauso, wie Du auch Anlässe finden wirst, weiter zu versuchen, mich zu diskreditieren und zu beleidigen.

beleidigen, nein, aber diskreditieren ja. da ist kein kredit.

aber nochwas zur möglichen >> versuchsreihe:

* zur messwertaufnahme genügen zwei mikrophone und zwei beschleunigungssensoren. die zeitrichtigkeit der messwerte wird dadurch gewährleistet, dass jeweils ein messwertaufnehmer als referenz für den anderen dient. ARTA zb wertet dann vorteilhafterweise nur die relative phase aus.

* die reihe könnte je nach ergebnis dahingehend erweitert werden zu fragen, ob dämpfungsmaterial im gehäuse oder wandversteifungen, oder gar beides zielführend sind.