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Arbeitsprinzip von Resonanz-Prüfmaschinen
Resonanz-Prüfmaschinen beanspruchen Materialproben oder Bauteile mit einer dynamischen Last, welcher eine statischen Last überlagert ist. Die Maschinen arbeiten mit je einem Digitalregler für diese beiden Lastarten.
Die dynamische Last wird durch ein Schwingsystem (Resonator) erzeugt, welches in seiner Eigenfrequenz schwingt. Das Schwingsystem besteht aus Massen und Federn, wobei der Prüfkörper ein wesentlicher Teil des Systems darstellt. Die Massen lassen sich variieren und erlauben so eine Frequenz-Verstellung in Stufen.
Zwei-Massen-System (vereinfacht)
Die statische Last wird durch eine Sprindel aufgebracht und über eine Feder ins System eingekoppelt.
Die hier diskutierten Maschinen arbeiten bei Vollresonanz, d.h. der Arbeitspunkt liegt auf der Kuppe der Resonanzkurve. Ein entsprechend angesteuerter und erregter Elektromagnet führt dem System gerade soviel Erreger-Energie zu, damit dieses die geforderte Schwingamplitude aufrecht halten kann.
Aufgrund des Resonanzeffektes ist die aufgenommene Leistung sehr klein (typisch 20 bis 1000 Watt). Die Arbeitsfrequenzen bei den Standardmaschinen liegen im Bereich von 40 bis 300 Hz. Der Leistungsbedarf liegt bei 3% bis 10% im Vergleich zu einer servohydraulischen Prüfmaschine.