Springen naar inhoud

Eigenfrequentie van koper legering


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Anteino

    Anteino


  • 0 - 25 berichten
  • 2 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 11 juni 2012 - 13:45

Hoi allen,

Voor mijn studie moet ik onderzoek doen naar de eigenfrequentie van een onbekende koper-legering. Dit heb ik met mijn groep gedaan door een opname te maken van een aangeslagen stukje buis dat een bepaalde toon voortbrengt. Met MATLAB heb ik hier daarna een FFT-diagram gemaakt. Dat wil dus zeggen, een diagram waarin de frequentie is uitgezet tegen de amplitude, een hoge amplitude bij een bepaalde frequentie wil dus zeggen dat deze frequentie veel voorkomt in het opgenomen geluid. De aanname is dat de hoogste piek een gevolg is van de eigenfrequentie. Dus de frequentie die bij deze piek hoort ís de eigenfrequentie:

untitled.jpg

Nu zijn wij aangesproken door de casuscoördinator, die meent dat bij de eerste piek twee toppen te zien zijn, ingezoomd ziet het er zo uit:

untitled2.jpg

Wij als groep meenden dat dat een gevolg van de ruis of simpelweg een of andere onnauwkeurigheid zou zijn. Dit schijnt echter niet het geval te zijn, er zijn duidelijk twee toppen. Een van de doelstellingen is het verklaren van deze tweede top. Na veel brainstormen zijn er een paar mogelijkheden uitgekomen:

1. De legering bestaat uit koper en en nikkel, die beide een andere eigenfrequentie hebben, dit veroorzaakt de twee toppen;
2. Doordat er frequenties in het opgenomen geluid zaten die hoger dan de sample-frequentie (van 44.1 kHz) waren ontstaat door terugvouwing deze tweede top;
3. Door de omgevingsruis ontstaat deze tweede top;
4. Door de manier van aanslaan zou een tweede top kunnen ontstaan, verklaring hiervoor ontbreekt. Wel is uit het vak signaalanalyse gebleken dat je bij het 'aanslaan' van een staaf eigenlijk alle mogelijke frequenties erin stop, en dat het materiaal alleen de eigenfrequentie (en eventuele boventonen) teruggeeft;
5. De fout ligt bij MATLAB, door leakage die onvermijdelijk ontstaat bij het transformeren naar het frequentie-domein zou dan de tweede top moeten ontstaan. Dit is echter niet aannemelijk omdat de effecten van leakage pas significant worden als je naar rechts 'loopt' over de grafiek.

Het is de bedoeling dat we hier als groep zelf uitkomen, willen we een voldoende halen. Als het echter te veel tijd kost of we zoeken het zwaar in de verkeerde richting worden we een beetje bijgestuurd. Onze tutor heeft bovenstaande 5 verklaringen min of meer uitgesloten, het enige wat hij erover kwijt wilde is dat het veroorzaakt wordt door het materiaal zelf. Dit is dus geen poll of iets dergelijks waarin ik vraag wat jullie het meest logisch lijkt :P. Ik vind het alleen niet netjes om op een forum aan te komen met enkel de vraag "waarom krijg ik twee toppen", komt namelijk nogal lui over alsof ik zelf geen zin heb om het uit te zoeken. Dit is alleen om aan te geven waar we zelf al aan hebben gedacht en wat het niet kan zijn. Ik hoop mij probleem duidelijk genoeg te hebben omschreven. Nu dus nog een keer de grondvraag:

Waarom ontstaan er twee toppen in de FFT van het geluid dat wordt geproduceerd door een aangeslagen buisje koper-legering?

Heel veel dank voor tijd en moeite :)

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

physicalattraction

    physicalattraction


  • >1k berichten
  • 3103 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 12 juni 2012 - 07:58

Ten eerste: complimenten voor de goede vraagstelling!

Ik heb het antwoord (helaas) niet paraat voor je. Een eigenfrequentie wordt bepaald door de massa en vorm van het stukje materiaal, dus je kunt niet zeggen dat het koper en het nikkel beide een eigen eigenfrequentie hebben. Het blokje als geheel heeft een of meerdere eigenfrequenties. Is je resultaat afhankelijk van hoe je je blokje inklemt?

#3

Anteino

    Anteino


  • 0 - 25 berichten
  • 2 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 16 juni 2012 - 23:56

Ten eerste: complimenten voor de goede vraagstelling!

Ik heb het antwoord (helaas) niet paraat voor je. Een eigenfrequentie wordt bepaald door de massa en vorm van het stukje materiaal, dus je kunt niet zeggen dat het koper en het nikkel beide een eigen eigenfrequentie hebben. Het blokje als geheel heeft een of meerdere eigenfrequenties. Is je resultaat afhankelijk van hoe je je blokje inklemt?


Ik ben er ondertussen achter :)

Het resultaat is inderdaad afhankelijk van de inklemming van het blokje. Als het blokje in trilling wordt gebracht kan de trilling ontbonden worden in componenten. Je moet eraan blijven denken dat de eigenfrequentie wordt bepaald met een formule waarin de radius of gyration een rol speelt, voor een cilinder is deze K constant, maar als het buisje in trilling wordt gebracht krijgt deze door de trilling een elliptische vorm en dat beïnvloedt de eigenfrequentie. Omdat het buisje in trilling is alterneert de vorm tussen cilindrisch en elliptisch en dit geeft de twee pieken. Als je het buisje plat op een tafel legt krijg je deze tweede piek niet omdat het buisje niet de 'tafel in' kan vervormen en cilindrisch blijft. Een groepsgenoot heeft dit verder uitgewerkt en ik zal proberen het docx bestand toe te voegen. Hopelijk heeft zo iemand anders er nog wat aan :)

Bijgevoegde Bestanden


#4

physicalattraction

    physicalattraction


  • >1k berichten
  • 3103 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 17 juni 2012 - 10:06

Het mooiste zou zijn als je nu nog een hogesnelheidscamera zou kunnen regelen en die vervorming ook zou kunnen meten!

Het is trouwens beter als je in je document even expliciet vermeldt wat LaTeX en LaTeX zijn. Ik kon het wel opmaken uit het verhaal, maar het is altijd beter het expliciet te melden.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures