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Untersuchungen zur Ausbreitung von Ultraschall in heterogenen Medien mit Hilfe numerischer Simulation

 
: Schubert, F.; Köhler, B.

Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung e.V. -DGZfP-, Berlin:
Wissenschaftliches Kolloquium Grundlagen der Zerstörungsfreien Prüfung 1996. Vorträge und Plakatbeiträge
1996 (DGZfP-Berichtsbände 55)
ISBN: 3-931381-10-2
pp.17-24
Wissenschaftliches Kolloquium Grundlagen der Zerstörungsfreien Prüfung <1996, Dortmund>
German
Conference Paper
Fraunhofer IZFP ()

Abstract
Die Ultraschalprüfung an heterogenen Werkstoffen stellt erfahrungsgemäß ein schwieriges Problem dar. Gründe hierfür sind die zahlreichen Mehrfachstreuprozesse, die eine starke Rücksteuerung, Schallschwächung sowie Modenumwandlungen zur Folge haben. Die Elastodynamische Finite Integrations-Technik (EFIT) für isotrop inhomogene Medien bietet die Möglichkeit, den komplizierten Ausbreitungsvorgang elastischer Wellen in solchen Werkstoffen im Detail zu studieren. Die Aneinanderreihung von zu verschiedenen Zeitpunkten aufgenommenen Wellenfrontbildern zu ganzen Filmsequenzen ist als Demonstration sowie zur Schulung von Ultraschallprüfern gleichermaßen geeignet.
Die von uns in der Simulation benutzte "Point Source / Point Receiver"-Technik erlaubt eine zielgerichtete und systematische Untersuchung des Schwächungs- und Dispersionsverhaltens von Longitudinal- und Scherwellen. Erste 2D-Simulationsergebnisse zeigen bemerkenswerte Resonanzen in den Schwächungs- und Dispersionskurven, deren Lage und Stärke offensichtlich Rückschlüsse auf den untersuchten Werkstoff zulassen. Ergebnisse für einfache "2D-Kugelhaufwerke" zeigen eine gute qualitative Übereinstimmung mit verschiedenen Mehrfachstreumodellen.
Die Anwendung der "EFIT-PS/PR"-Technik auf Werkstoffe des Bauwesens wie z.B. Beton erlaubt die Untersuchung des Einflusses verschiedenster Parameter wie z.B. Maximalkorngröße, Kornform, Zuschlagmaterial und Hohlraumporosität auf Schwächung und Dispersion. Aus diesen Untersuchungen sind deshalb künftig wichtige Aussagen zur Anwendbarkeit bestehender und zur Entwicklung neuer US-Prüfverfahren für das Bauwesen zu erwarten.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-20210.html