Körperschall

Körperschall ist Schall, der sich in einem Festkörper ausbreitet. Das umfasst so unterschiedliche Phänomene wie Erschütterungen und Erdbeben, die Übertragung von Schwingungen in Gebäuden, Fahrzeugen, Maschinen usw. oder auch die zur Werkstoffprüfung eingesetzten Ultraschallwellen.

 

Ein elastischer Festkörper kann im Unterschied zum ruhenden Fluid neben Normalspannungen auch Schubspannungen aufnehmen. Deshalb können sich im allseitig unbegrenzten Festkörper zwei verschiedene Arten Körperschallwellen ausbreiten, nämlich:

  • Longitudinalwellen und
  • Transversalwellen.

Diese Wellen breiten sich unabhängig voneinander aus. In beiden Fällen ist die Schallgeschwindigkeit, so wie auch beim Luftschall, nicht abhängig von der Frequenz. Die Schallgeschwindigkeit wird durch die Dichte, den Schubmodul (Transversalwellen) und den Elastizitätsmodul (Longitudinalwellen) beeinflusst.

Für technische Anwendungen ist die Schallausbreitung in dünnen Bauteilen, wie Platten und Balken von Interesse. Diese Bauteile sind begrenzte Festkörper mit schubspannungsfreier Oberfläche. Dadurch kommt es zur Kopplung zwischen Longitudinalwellen und Transversalwellen, wodurch weitere Arten von Körperschallwellen entstehen. Die bedeutendste Wellenart sind die Biegewellen, bei denen Biege-Verformungen auftreten. Die Schallgeschwindigkeit dieser Wellen ist deutlich geringer als die der Longitudinalwellen und Transversalwellen und sie ist frequenzabhängig (Dispersion). Biegewellen transportieren aber meistens deutlich mehr Schallenergie

und sind die wesentliche Ursache für die Abstrahlung von Luftschall.

 

Körperschall kann durch den Menschen vor allem bei tiefen Frequenzen taktil wahrgenommen werden. Hörbar ist nur der durch den schwingenden Festkörper abgestrahlte Luftschall. Eine Ausnahme bildet in den Schädelknochen übertragener Körperschall, der direkt vom Innenohr wahrgenommen werden kann (Knochenleitung). Dieser Mechanismus ist nicht auf die Funktionsfähigkeit des Mittelohres angewiesen. Das wird bei Knochenleitungshörgeräten und für die Diagnose bei Schallleitungsstörungen eingesetzt.

 

 

 


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