Chladnische Klangfiguren - Sweetspotvisualisierung für Hölzer

[tougel]

Hi Stephan,

ich verstehe schon, was du mit "gegenphasig" meinst. Allerdings ist EINE Schwiung immer in Phase "mit sich selbst" .

Bei einer Frequenz von 1000 Hz entspricht das 1000 Schwingungen pro Sekunde, d.H, bei einer Kontaktzeit von mehreren Millisekunden, "spürt" der Ball mehrere Maxima/Minima der Schwingung, egal ob er in der Blattmitte oder außen getroffen wird.

Ich denke, dass bei enem Balltreffpunkt außerhalb des Sweetspots eben nicht und nur gering die Resonanzfrequenz des Holzes angeregt wird, und daher sich ein "unsauberes" Spielgefühl bzw. totes Spielgefühl ergibt.

Genau hierfür wären eben derartige Simulationen interessant. Damit könnte man zeigen, welche Schwingungen/Frequenzen abhängig vom Balltreffpunkt angeregt werden. Je mehr Schwingungen angeregt werden, desto schlechter lässt sch der Balltreffpunkt spüren.

Nimm doch mal ein Spektrum mit Audacity auf bei Balltreffpunkt in der Blattmitte und -außen. Da dürfte eben das auch sichtbar werden.

mfg
tougel

[sr5555]

Dann sind wir uns ja einig

Ich hab mal versucht, die Ballkontaktzeit zu berechnen, mit einigen Vereinfachungen und kühnen Annahmen, und bin dann in der Grössenordnung von 2 ms gelandet. Würde aber kein einziges Holz drauf verwetten. Meine auch mal so etwas von dieser Grössenordnung gelesen zu haben, erinnere mich aber nicht mehr, wo. Hat jemand einen link zu dem Thema ? Grundsätzlich ist es leider so, dass die Industrie hier fast nichts veröffentlicht, die wissen nämlich, dass wir mitlesen
Bei 2 ms gäbe es jedenfalls bei 1500 Hz 3x einen Impuls vom Holz. Oder auch nicht. Ich stelle mir das gerade so vor: der Ball gräbt sich ein und wenn er dann damit fertig ist und das Holz im Umkehrpunkt steht, dann schwingt es mit der Eigenfrequenz zurück, also schneller als beim Einfedern.
Oder so ähnlich - weiss der Teufel.....

Mit der Simulation wäre wirklich interessant, aber ich krieg das nicht mehr auf die Kette. Studium liegt 30 Jahre zurück und ich habe bereits vergessen, welche Uni das war. Junge Wilde, an die Rechner bitte.

[tougel]

Hi Stephan,

mach doch mal Tonaufnahmen von verschiedenen Balltreffpunkten.
- Innerhalb des Sweetspots
- Im Knotenpunkt der stehenden Welle / Grenze des Sweetspots
- Außerhalb des Sweetspots

Ich würde vermuten, dass die Amplitude der Resonanzfrequenz abnimmt, je weiter außen man der Ball das Blatt trifft.

mfg
tougel

[Kyuss]

Zitat von sr5555

und bin dann in der Grössenordnung von 2 ms gelandet. Würde aber kein einziges Holz drauf verwetten. Meine auch mal so etwas von dieser Grössenordnung gelesen zu haben, erinnere mich aber nicht mehr, wo..

Ca. 1ms, "Tischtennis" 1/2010 .

[sr5555]

Danke Kyuss, das passt ja dann z.B. perfekt für ein Allround Classic, das liegt so um die 1100 Hz, da wären wir bei etwa 0.9 s.

Mein "Test Objekt" hatte 1600 Hz, das von Herti0102 getestete 1486 Hz, das vo aussenstehender getestete 1764 Hz und das von backhandfail 2083 Hz.
Ziemlich schnelles Material - kurze Ballkontaktzeit, das backhandfail Holz mit 6 mm Stirnholz Kern hatte dann wohl nur 0.5 s Kontaktzeit. Wie ein Yinhe T11, das ist auch so eine 2000 Hz Rakete.

Da sind auch kürzlich noch ein paar langsamere Testhölzer fertig geworden, davon ein paar im All und All+ Bereich, die werden leichter spielbar sein. Haben auch deutlich weichere Kerne. Ich muss die aber erst mal alle selber anspielen.

Wenn ich die nächsten audacity Messungen mache, dann poste ich mal wie vorgeschlagen das Frequenzspektrum Mitte/Knoten/Aussen. Sowas hatte ich auch schonmal gemacht, wenn ich mich recht erinnere, verschob sich die Hauptresonanzfrequenz etwas, aber nicht signifikant. Werds mir mal genauer ansehen.

[Setz-It]

Ich finde das Thema super, vor allem, weil dem Eigenfrequenzen-Thread nun noch um die lokalisationsabhängige Komponente erweitert wird. Es gab ja mal einen User, der, mit Piezos glaube ich, verschiedene Blattorte vermessen hat, um daraus eine "Schwingungskarte" für ein gegebenes Blatt zu erstellen. Bleibt bitte an der Sache dran, ich finde es darüber hinaus auch ästhetisch/geometrisch interessant. Vielleicht kann ich in ein paar Wochen dazustoßen...

Interessant wäre hierbei auch, die Phänomene Griffschalenanpressdruck, ausgehöhlte Griffschalen, tief vs. hoch angesetzte Griffschalen u.ä. darzustellen, oder auch ein Holz vor und nach einer Modifikation. Vorstellbar wäre gerade für einen Eigenbauer, dass ein Holz zunächst größer ausgesägt wird, und dann ein Verkleinern und Annähern an die endgültige Blattform in mehreren Schritten dokumentiert wird.

[sr5555]

@ tougel

Anbei die Frequenzspektren für die Anregung in der Mitte, im Knoten und aussen.
Das war noch ein alter Eigenbau mit Stirnholzkernen (die ich so nicht mehr baue), Carbon Leinwand und querliegendem Aussenfurnier (baue ich auch nicht mehr). Die Steifigkeit ist folglich in Querrichtung grösser als in Längsrichtung, was aber offensichtlich keinen Vorteil bietet.

Die Eigenfrequenz ändert sich praktisch nicht durch die Änderung der Anregungsposition, die paar Hertz sind bestimmt Messgenauigkeit.

Die Amplitude nimmt im Knoten ab, aussen nimmt sie aber wieder zu.
Es scheint jedenfalls so zu sein, ich bin mir jetzt aber auch nicht sicher, wie gut die Reproduzierbarkeit ist.

Im nächsten Beitrag zeige ich ein paar Bilder für das gleiche Holz mit verschiedenen Griffen.

[sr5555]

Nachtrag dazu: die höhere der beiden Eigenfrequenzen, also die 1621 Hz, ist diejenige für die Querschwingung (dieses Holz ist steifer in Querrichtung), diejenige links davon ist die für die Längsschwingung. Hier noch ein Bild, wo die Längsschwingung besonders angeregt wurde, und zwar am äusseren Rand ganz oben. Man sieht, dass diese Längsschwingung jetzt in der Amplitude deutlich grösser geworden ist. Interessant - nicht wahr?

[sr5555]

@ Setz-It

Auf dem Holz aus dem Beitrag oben habe ich 3 Griffvarianten gemessen.
Zuerst das Holz ohne Griff.
Dann das Holz mit einem recht weichen Griff. Die Elastizität dieses Griffes ist aber weniger auf das überwiegend verwendete Balsaholz zurückzuführen, sondern mehr auf die Griffdicke von nur 22 mm.
Als dritte Variante dann ein steifer Griff, ohne Balsaholz und vor allem 24 mm dick. Zur Erinnerung: die Steifigkeit steigt mit der 3. Potenz der Dicke.

Die Bilder zeigen die jeweiligen Klangfiguren und die dazugehörigen Frequenzspektren.

Nun, weder die Klangfiguren noch die noch die Haupt-Eigenschwingung (Querschwingung) ändern sich nennenswert.
Der Griff nimmt aber auf die Längsschwingung einen Einfluss, das ist die Spitze vor der 1621 Hertz-Querschwingung. Diese Längsschwingung nimmt in der Amplitude zu, wenn der Griff steifer wird. Ich glaube auch, dass er auf die Spieleigenschaften durchaus Einfluss nimmt, ich komme gleich darauf zurück.

Dass diese beiden Griffe eine unterschiedliche Durchbiegung des Holzes in Längsachse bewirken, habe ich auch mit der Messung der Biegelinie überprüft.
Dazu spanne ich das Holz mit dem Blatt so weit in die Furnierpresse, dass es genau 21.5 cm heraussteht. So ist es einmal ordentlich befestigt, hat aber auch noch eine ausreichende Länge für die Biegung. Ich setze dann verschiedene Gewichte (0, 50g, 100g, 150g) an das Ende des Griffes und messe mit einer Uhr die Durchbiegung wie auf dem Foto zu sehen. (Uhr mit Halter gibt es zB bei Wabeco für ca 30 Euro). Die Messwerte trage ich in ein Kraft-Weg Diagramm und zeichne danach eine Ausgleichsgerade. Das Ablesen ist etwas tricky, weil der Messfühler mit seinem Eigengewicht den Griff herunterdrückt - man muss genau in dem Moment ablesen, wenn er aufsetzt. Geht aber mMn ausreichend genau. Ich messe grundsätzlich alle Eigenbauten auf diese Weise nach. Dann weiss ich, ob die Berechnung (siehe auch: Ein Carbon Projekt) gepasst hat und ob keine groben Fehler beim Bau passiert sind.

Lange Rede, hier das Ergebnis:
Der weiche Griff biegt sich bei 100g Last 0.39 mm durch, der steife Griff 0.31 mm. Das passt gut zusammen.

Welche Auswirkung hat nun der Griff?
Nun, es gibt 2 Hauptverformungen des Holzes. Zuerst die Eigenschwingung, eine Schwingungsform wie bei einem Trampolin. Weiterhin eine Biegeschwingung in Längsachse. Diese Biegeschwingung ist mit Audacity nicht zu erkennen, sie ist viel niederfrequenter als die Eigenschwingungung des Blattes. Deshalb fällt die dadurch erzeugte Druckwelle dem akustischen Kurzschluss zum Opfer - vielleicht kann man sie mit einer Nahfeldmessung sichtbar machen? Trotzdem ist diese Schwingung da. Sie ist der Eigenschwingung überlagert. Ob sie nun einen grösseren Einfluss auf das Spielverhalten oder einen geringeren als die Eigenschwingung hat - ich weiss es nicht. Vielleicht baue ich demnächst einmal Hölzer mit gleichem Blatt und weichem/harten Griff - wenn ich denn Zeit dafür finde, es gibt viel zu probieren.

[Martho]

Interessant.
Wenn aber ein ballcontakt 0,1 ms hat ist das dann nicht auch die phase zeit fur diese periode (oder periodezeit) ? Ball und belag sind fur diese periode fysikalisch wie ein system.

Alle schwingungen die beim lösschen horbar (und auch fuhlbar) sind als nach vibrieren von das einzelnes holz werden dann als dieses klangprofil registriert ? Gut zu bedenken das ein klang von einem lautsprecher naturlich auch nie ein echtes balltreffen ist.

1/0,001=1000 hz fur die system frequenz bei 1 ms ballcontactzeit.

Ich sehe das etwa gleich wie bei einem sprungbrett oder trampolin. Dabei ist die systemfrequenz nicht hörbar weil viel zu lange contactzeit sprich niedriger frequenz und einmalig weil das system sich auch gleich wider lösst und es kein echo davon gibt oder sonstwas. Was mann dabei hört ist die landung, dann nichts, dann das lösen und nachvibrieren.

Was die sweetspot grosse betrifft kann es auch sein das bei kleinere oberflache fur diesen klangfigur das schlagerblatt zum figur relativ auch grosser ist.

Bei seitlicher treffpunkt lauft die klangfigur irgendwie (oder so zu sprechen :-)) weniger schnell vom blattrand und damit sind die spileigenschaften dann etwas konstanter bei weniger genaues treffpunkt.


Ein grossere oberfläche konnte das vorteil haben das ein holz mehr energie elastisch speichern und wider losen kann zum ball (statt nur gerausch nach dem balltreffen). Das balltreffpunkt ist aber kritischer.

Produkt von oberflache und frequenz konnte - grobweg - noch ein angabe sein fur die - maximale - energieuberträgung (?).