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3D Schallfeldcharakterisierung niederfrequenter Ultraschall-Prüfköpfe in Beton - Experimentelle Untersuchungen und Simulation

 
: Maack, Stefan; Spies, Martin; Hillemeier, Bernd

Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung e.V. -DGZfP-, Berlin:
ZfP in Forschung, Entwicklung und Anwendung. DGZfP-Jahrestagung 2011. CD-ROM : Zerstörungsfreie Materialprüfung, Bremen, 30. - 1. Juni 2011
Berlin: DGZfP, 2011 (DGZfP-Berichtsbände 127-CD)
ISBN: 978-3-940283-33-7
Paper P70
Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (Jahrestagung) <2011, Bremen>
German
Conference Paper
Fraunhofer ITWM ()
Ultraschall; zerstörungsfreie Prüfung; Schallschwächung; Simulation; array; Prüfkopf

Abstract
Diagnose, Überwachung und Prüfung von Bauwerken nehmen eine immer größere Bedeutung im Bauwesen ein, nicht zuletzt aufgrund des steigenden Alters der Infrastruktur. Seit langem werden Ultraschallmessverfahren eingesetzt, um beispielsweise Strukturelemente oder Verdichtungsmängel in Beton zu orten oder die Dicke von Bauteilen bei einseitiger Zugänglichkeit zu bestimmen. Allerdings führt die Heterogenität des Betons in Form von Luftporen und Gesteinskörnung zu einer starken Schallschwächung. Zur effektiven Schallanregung und -detektion in Betonen haben sich Punkt-Kontakt-Prüfköpfe durchgesetzt, die ohne Koppelmittel auf die Messoberfläche aufgesetzt werden und als Einzelschwinger oder als Arrays erhältlich sind. In diesem Beitrag werden die experimentellen Untersuchungen und Simulationen zu deren Charakterisierung vorgestellt. Ein an der BAM entwickelter Scanner ermöglicht die dreidimensionale Bestimmung der Schallfelder und Richtcharakteristiken an halbkugelförmigen Testkörpern. Die am Fraunhofer ITWM entwickelten Simulationsprogramme auf der Basis der Generalisierten Punktquellensynthese (GPSS) liefern vergleichende Ergebnisse an untersuchten Betonhalbkugeln mit Durchmessern von 350 mm bis 650 mm. Die durchgeführten Untersuchungen bilden die Grundlage für den effektiven, applikationsspezifischen Einsatz von Prüfköpfen zur Betonprüfung und für die korrekte Erfassung des Rekonstruktionsvolumens beim Einsatz von tomographischen Verfahren. Darüber hinaus bietet der Einsatz von Simulationen die Möglichkeit, durch Berücksichtigung materialspezifischer Parameter vorab Informatione n über die zu erwartenden Signal-Rausch-Verhältnisse zu ermitteln und damit die zu erwartenden experimentellen Gegebenheiten zu charakterisieren.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-186459.html