Die 23. ITG/GMA-Fachtagung „Sensoren und Messsysteme 2026“ fand am 9. und 10. Juni 2026 in Nürnberg statt. Auf der im zweijährigen Turnus ausgerichteten Tagung, auf der aktuelle Forschungsergebnisse aus verschiedenen Anwendungsbereichen der Messtechnik vorgestellt werden, war das Team der Elektrischen Messtechnik mit einem Vortrag vertreten. Mareen Wippermann präsentierte den Vortrag (invited Talk) „Quantitative Analyse von Störungen der Periodizität in strukturierten Materialien mittels breitbandiger geführter Wellen“. Darin wurde eine Methode vorgestellt, mit der sich interne Strukturgrößen bestimmen lassen. Aufbauend darauf können Störungen der Periodizität in strukturierten Materialien quantitativ analysiert und bewertet werden.
Die Kurzfassung des Beitrags finden Sie untenstehend. Das vollständige Manuskript ist über die Publikationsliste des Fachgebiets verfügbar.
Kurzfassung
Titel: Quantitative Analyse von Störungen der Periodizität in strukturierten Materialien mittels breitbandiger geführter Wellen
Autoren: Mareen Wippermann, Jonas Hölscher, Leander Claes
In dieser Arbeit wird eine Methode zur Bestimmung der Struktureigenschaften periodischer Materialien mithilfe breitbandiger Ultraschallwellen vorgestellt. Materialien mit periodischen elastischen Eigenschaften, wie gewebeverstärkte Kunststoffe, deren Gewebestruktur maßgeblich die mechanischen Eigenschaften beeinflusst, sind aufgrund ihrer hohen Steifigkeit bei geringer Masse in industriellen Anwendungen von großer Bedeutung. Da die Gewebestruktur durch Umformprozesse beeinflusst werden kann, wird in dieser Arbeit eine quantitative Analyse von Störungen der Periodizität in strukturierten Materialien durchgeführt. Es werden Modellproben aus homogenen Polyamid 6 Platten hergestellt, in die nachträglich definierte Strukturen eingebracht werden. Untersucht werden sowohl Modellproben mit ungestörter Periodizität als Referenzsystem als auch Modellproben mit lokal gestörter Periodizität, um die Auswirkungen von Defekten auf das dispersive Verhalten systematisch zu analysieren. Zur Auswertung werden wiederholt auftretende Moden im Wellenzahlbereich mittels Autokorrelation untersucht. Dabei zeigt sich erwartungsgemäß, dass periodische Effekte im Wellenzahlbereich durch eine Störung der Periodizität in der Struktur der Probe geschwächt werden. Die Höhe des ersten Nebenmaximums quantifiziert die Stärke der periodischen Selbstähnlichkeit, während die Halbwertsbreite Variationen in der Korrelationslänge und damit in der räumlichen Struktur charakterisiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Methode geeignet ist, die Ausprägung von Störungen in Bauteilen mit periodischen Strukturen zu bewerten. Zudem ermöglicht sie eine quantitative Auswertung, sodass Unterschiede zwischen ungestörten und lokal gestörten Proben messbar werden.
