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Ultraschallausbreitung in 2D- und 3D-Betonmodellen - ein quantitativer Vergleich

 
: Schubert, F.; Köhler, B.

Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung e.V. -DGZfP-, Berlin:
70 Jahre ZfP von Schweißverbindungen. Band 2 : Bamberg, 7. - 9. September 1998. Jahrestagung 1998 Zerstörungsfreie Materialprüfung
1998 (DGZfP-Berichtsbände 63,2)
ISBN: 3-931381-23-4
S.549-560
Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (Jahrestagung) <1998, Bamberg>
Deutsch
Konferenzbeitrag
Fraunhofer IZFP ()
Betonprüfung; dreidimensional; Elastodynamic Finite Integration Technique (EFIT); Elastodynamische Finite Integrationstechnik (EFIT); Ultraschallausbreitung; Ultraschallprüftechnik

Abstract
Der quantitative Vergleich der Ultraschallausbreitung in 2D- und 3D-Betonmodellen mit Hilfe der EFIT-Codes führt zu folgenden wichtigen Ergebnissen: Die Schwächung eine 200 kHz Ultraschallsignals in einer Betonsieblinie mit 12 mm Größtkorn mit Normalzuschlag und 5 Prozent Zementsteinporosität fällt in drei Dimensionen deutlich geringer aus (Amplitudenfaktor 2-3) als in einem 2D-Modell mit gleicher Porosität. Im Vergleich zum Zuschlag ist die Wirkung der Poren auch in drei Dimensionen teils erheblich, jeweils abhängig von der Art des verwendeten Zuschlagmaterials. Das Signal/Rauschverhältnis in einer einzelnen 2D-Simulation fällt deutlich schlechter aus als in der 3D-Rechnung. Gibt die in dieser Arbeit beschriebene Modellvorstellung der Ultraschallausbreitung in Beton experimentelle Befunde hinsichtlich Signalschwächung, Dispersion und Rückstreuung zumindest qualitativ schon recht gut wieder, so wird es zukünftig notwendig sein, die Simulationsergebnisse auch quantitativ mit experimente llen Me ssungen zu vergleichen. Hierzu bietet sich z.B. das von Schickert entwickelte empirische Modell der frequenzabhängigen Schallschwächung in Beton an. Ein Vergleich beider Ansätze könnte Aufschluß darüber geben, ob es neben der bisher realisierten Schwächung durch Streuung am Zuschlag- und Porenhaufwerk weiter Schwächungsmechanismen gibt, die berücksichtigt werden müssen. Dafür kommt z.B. die dissipative Schallschwächung durch Absorption genauso in Frage wie die Berücksichtigung einer Übergangszone zwischen Zementsteinmatrix und Zuschlagkorn. Dies wird Gegestand weiterer Untersuchungen sein.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/PX-37363.html