vbid/9783662690512

Description

Das Ziel dieses Buches ist die Charakterisierung und Beschreibung des Ausbreitungsverhaltens gef�hrter Ultraschallwellen (GUW) in Faserverbund-Metall-Laminaten (FML). Sie gliedert sich in drei experimentelle Untersuchungen. Im ersten Experiment wird das Phasenverh�ltnis der Schwingungen an Strukturober � und -unterseite als Ma� f�r die �hnlichkeit zu den f�r isotrope Materialien hergeleiteten Lamb-Wellen untersucht. Dazu erfolgt die Entwicklung eines Verfahrens zum Phasenwinkelvergleich, welches auf der Continuous Wavelet Transformation sowie der Short-Time Fourier-Transformation beruht. Damit kann anhand simulierter Zeitsignalverl�ufe in verschiedenen Strukturen gezeigt werden, dass sich auch in FML die gef�hrten Wellen wie klassische Lamb-Wellen ausbilden. Auch in einer experimentellen Untersuchung an einem FML kann die Beobachtungen f�r gleichphasige Schwingungen best�tigt und f�r Schwingungen mit Phasenversatz geschlussfolgert werden. Im anschlie�enden Experiment wird die Frage adressiert, wie sich das Wellenausbreitungsverhalten im Inneren von FML verh�lt. Dazu werden auf piezoelektrischem Polyvinylidenfluorid (PVDF)-basierende Foliensensoren gew�hlt, die sich aufgrund ihrer geringen Abma�e und ihrer geringen akustischen Impedanz gut f�r die m�glichst r�ckwirkungsarme Integration in flache Strukturen aus Faserverbundkunststoff (FVK) eignen. Die erwartete Wirkweise der PVDF-Foliensensoren unter GUW-Erfassung wird erkl�rt. Anschlie�end erfolgt die experimentelle Untersuchung des FML, in deren Rahmen die Wellenmoden identifiziert werden sowie eine Absch�tzung des Verschiebungsfeldverlaufes entlang der Strukturh�he gegeben wird. Die Ergebnisse liefern einen experimentellen Hinweis auf die Modenkopplung im gew�hlten Laminataufbau. Das dritte und letzte Experiment liefert den konkreten Anwendungsfall der Schadensdetektion und -charakterisierung in FML. Dazu werden im Rahmen einer Parameterstudie ein Referenzlaminat sowie zwei Laminate mit k�nstlichen Delaminationen bei ansonsten �bereinstimmendem Laminataufbau gefertigt. Ziel ist zum einen die Untersuchung, inwiefern sich eine unterschiedliche relative H�henlage eines Schadens im Wellenfeld der FML zeigt. Zum anderen soll gepr�ft werden, inwiefern sich Schadensinformationen �ber einen integrierten Sensor erfassen lassen. Fl�chige Vergleichsmessungen an den Plattenoberfl�chen �ber ein Laser-Doppler-Vibrometer dienen der Absch�tzung der �ber die integrierten PVDF-Foliensensoren und unterst�tzen die Auswertung. Es kann gezeigt werden, dass anhand des horizontalen Scherwellenmoden zus�tzliche Schadensinformation �ber den integrierten Sensor gewonnen werden kann. �ber Wellenausbreitungsszenarien gelingt es das Auftreten einiger Wellenpakete in den Sensorzeitsignalen �ber Modenkonversion zu erkl�ren. Es erfolgt eine Zusammenfassung der Ergebnisse sowie ein Ausblick auf m�gliche Folgearbeiten zu jedem Experiment.Typham this is the title: Charakterisierung des strukturdynamischen Verhaltens von Faser-Metall-Laminaten unter Anregung gef�hrter Ultraschallwellen