Körperschall: Physikalische Grundlagen und technische Anwendungen

516 Pages·1967·23 MB·German

by  Professor Dr.-Ing. Lothar Cremer

Cremer' Heckl
I
Physikalische Grundlagen
und technische Anwendungen
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH 1982
Professor Dr.-Ing. Lothar Cremer
em. ord. Professor der Technischen Universitat Berlin
Professor Dr. rer. nat. Manfred Heckl
Institutflir Technische Akustik, Technische Universitat Berlin
ISBN 978-3-662-08185-3 ISBN 978-3-662-08184-6 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-08184-6
CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek:
Cremer, Lothar: K6rperschall: physikal. Grundlagen u. techno Anwendungenl
von L. Cremer u. M. Heckl. - Berichtigter Reprint d. Erstaufl. Berlin,
Heidelberg, New York, 1967. - Berlin; Heidelberg; New York: Springer, 1982
NE: Heckl, Manfred:
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© by Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1967
UrsprOnglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1967.
Softcover reprint of the hardcover I st edition 1967
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dtirften.
Reprographischer Nachdruck: Proff GmbH & Co. KG, Bad Honnef
Bindearbeiten: Graphischer Betrieb Konrad Triltsch, Wtirzburg
2060/3014 - 5 4 3 2 1
V orwort zur Reprintausgabe
Das Interesse an Karperschall hat wegen der immer noch wach
senden Bedeutung der Larmbekampfung im Maschinenbau, Fahr
zeugbau, Hochbau in den letzten J ahren mit Sicherheit nicht ab
genommen. Es erscheint daher ric~tig, das vorliegende, schon seit
einiger Zeit vergriffene Buch einem interessierten Leserkreis im
deutschsprachigen Raum wieder zuganglich zu machen. Es ergab
sich dabei naturlich die Frage, inwieweit bei einer neuen Druck
legung Anderungen vorgenommen und Entwicklungen, die zwi
schenzeitlich stattgefunden haben, berucksichtigt werden sollen.
Nach einigen Oberlegungen wurde beschlossen, die deutsche
Fassung als Reprintausgabe erscheinen zu lassen, in der nur einige
Berichtigungen vorgenommen wurden. Fur diese Vorgehensweise
sprachen zwei Grunde
a) durch die in der Herstellung wesentlich billigere Reprintaus
gabe konnte der Preis niedriger gehalten werden als bei einer
voIlkommenen Neuauflage.
b) Es geht den Autoren, wie sie im Vorwort zur Erstauflage schrei
ben, "mehr urn ein Lehrbuch, das durch grundliche Behand
lung einfacher Probleme den Leser befahigt, neuartige Auf
gaben selbst zu lasen als urn ein Handbuch, das alles bis zur
Manuskriptabgabe Erschienene zu erfassen sucht". In den
Grundlagen, wie sie fur ein Lehrbuch wesentlich sind, haben
sich aber in denletzten J ahren keine groBen Veranderungen
ergeben.
Die Autoren hoffen, daB auch diese Reprintausgabe von der
Fachwelt akzeptiert wird und daB das Buch einen kleinen Beitrag
leistet, Karperschallprobleme zu lasen.
1m Juli 1982 L. Cremer, M. Heckl
Korperschall
Korperschall
Physikalische Grundlagen
und Technische Anwendungen
Von
Dr.-Ing. L. Cremer und Dr. rer. nat. M. Heckl
o. Professor Miiller BBN. GmbH
Direktor des Instituts fUr Technische Schalltechnisches Beratungsbiiro
Akustik der Technischen Miinchen
Universitiit Berlin
Mit 195 Abbildungen
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH
1967
Vorwort
Vor mehr als 15 Jahren hatte der erstgenannte Verfasser, L. CRE
MER, durch Vermittlung von Professor Dr. E. MEYER Gelegenheit, im
Auftrage des Department of Scientific and Industrial Research, Lon
don, eine "Propagation of structure-borne sound" betitelte Mono
graphie [Sponsored Res2arch (Germany) No.1 (Series B)] iiber die
Berechnung von Korperschallausbreitung in Fahrzeugen und Ge
bauden zu schreiben.
Da diese nur in 60 Exemplaren vervielfaltigte Monographie schnell
vergriffen war und oft photokopiert wurde, entstand schon bald nach
Erscheinen der Plan, sie - zunachst in deutscher Sprache - einem
groBeren Kreise zuganglich zu machen.
Der Verfasser muBte sich dann dem Aufbau eines Lehrstuhls mit In
stitut und anderen Aufgaben zuwenden, so daB er den Plan erst in den
letzten Jahren wieder aufnehmen konnte. Da jedoch mittlffweile
eine lange Zeit vergangen war, erschien es ratsam, das vorhandene
Material betrachtlich zu erweitern und insbesondere Fragen der MeB
technik und cler Anwendung auf neuere Aufgaben der Larmbekamp
fung miteinzubeziehen.
Er trat daher an den ehemaligen Oberingenieur seines Institutes,
Dr. M. HECKL, mit der Bitte heran, sich mit ihm in die zu leistende
Arbeit zu teilen. d. h. konkret in die Kapitel iiber
I. Wandler,
II. Wellenarten,
III. Dampfung,
IV. Impedanzen,
V. Dammung,
und VI. Abstrahlung.
Wenn dabei die Kapitel I, II und V von L. CREMER, und die Ka
pitel III, IV und VI von M. HECKL geschrieben wurden, so fiihlen sich
doch beide Verfasser fiir das ganze Buch verantwortlich und hoffen,
daB es ihnen durch Riickverweisungen, Vermeidung von Wieder
holungen und moglichste Angleichung in der Darstellung gelungen ist,
ein einheitliches Ganzes zu schaffen.
VI Vorwort
Beiden ging es mehr um ein Lehrbuch, das durch griindliche Be
handlung einfacherer Probleme den Leser befahigt, neuartige Aufgaben
selbst zu losen, als um ein Handbuch, das alles bis zur Manuskript
abgabe Erschienene zu erfassen sucht. Soweit es notwendig erschien,
wurde auf die bestehende Literatur hingewiesen, Vollstandigkeit in den
Literaturangaben jedoch nicht angestrebt. Um den Umfang in Grenzen
zu halten, muBte auch auf die Einbeziehung an sich wichtiger Gebilde,
wie z. B. cler Schalen oder cler anisotropen Platten, yerzichtet werden.
Die Verfasser mochten den Herren Dr. G. BOERGER, M. HUBERT,
U. KURZE, H. LAZARUS, H. A. MULLER, J. NUTSCH, Dr. L. SCHREIBER
und Frau ANNA HECKL fiir Ihre Mithilfe beim Korrekturlesen, sowie
allen sonst, an der Abfassung von Text und Zeichnungen Beteiligten
herzlich danken.
Ihr besonderer Dank gilt dem Verlag fiir die vorziigliche Aus
stattung des Buches, fiir Druck und Bildwiedergabe, und fiir die Sorg
falt und Geduld, mit cler er ihren vielfiiltigen Wiinschen nachgekom
men ist.
Berlin und Miinchen, im Oktober 1966
L. Cremer M. HeckI
Inhaltsverzeichnis
Bellutztl.' FOl'nwlzl.'khen XI
I. Definition, Messung und meJ3bare Erzeugung von Korper-
schall. 1
1. Definition 1
2. Mechanische Methoden und Betrachtungen 2
:3. Steuernde Korperschall-Aufnehmer 23
4. Die elektromechanischen 'Vandler fiir Aufnahme- und ~endung von
Luftschall .......... _ . _ . . . 30
a) Ihre Verwendung zur Korperschallmessung . 30
b) Del' elektrodynamische Wandler .. 34
c) Der elektrostatische Wandler. . 44
d) Der elektromagnetische Wandler . 52
e) Del' piezo-elektrische Wandler 56
5. Die elektromechanischen 'Wandler fiir ~-\'ufnahme und Sendung von
Korperschall _ . . . . _ 59
a) Korperschall-Aufnehmer . . _ . _ . . _ . _ . 59
b) Korperschall-Sender ... _ .... ___ . . 66
1I. tTbersicht tiber die vel'schiedenen Wellenarten 72
1. Longitudinale Wellen. . . . . . _ . _ _ _ _ _ _ 72
a) Die reine longitudinale \"" elle . _ . _ . _ . _ _ 72
b) Die quasi-Iongitudinalen Wellen in Staben und Platten 78
2. Transversal-Wellen. . . . . . 84
a) Die ebene Transversalwelle . 84
b) Torsionswellen . _ 87
:3. Biegewellen . . . . . . . . 92
a) Die reine Biegewelle. . . 92
b) Die korrigierte Biegewelle 106
4. Die Wellenbewegungen auf Staben endlicher Lange 112
a) Longitudinale Eigenschwingungen _ 113
b) Biege-Eigenschwingungen . . . . . . 118
5. Die allgemeinen Feldgleichungell 127
6. Das Wellenfeld an einer freien Oberflache . 134
a) Reflexion ebener Wellen _ ..... _ 134
(X) Einige einfache Spezialfalle 134
(J) Einfiihrung von Geschwindigkeit.spotential unci St,romfunktion 135