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Elektrische Messtechnik

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Veröffentlichung in der Fachzeitschrift tm - Technisches Messen

Im März 2018 publizierte Sarah Johannesmann mit weiteren Co-Autoren aus dem Fachgebiet Elektrische Messtechnik einen wissenschaftlichen Beitrag mit dem Titel „An acoustic waveguide-based approach to the complete characterisation of linear elastic, orthotropic material behaviour“ im Journal tm - Technisches Messen.  Berichtet wird darin über ein zerstörungsfreies Messverfahren zur Beschreibung eines vollständigen, ungedämpften, linear-elastischen Materialmodels für glasfaserverstärkte Thermoplaste.

Kurzfassung:

In diesem Beitrag wird ein Verfahren vorgestellt, das die richtungsabhängige Charakterisierung orthotroper, plattenförmiger Materialproben ermöglicht. Dazu werden Ultraschall-Plattenwellen unter verschiedenen Winkeln im Material angeregt und wieder detektiert. Unter Verwendung eines zweidimensionalen Simulationsmodells können die Materialparameter für jeden Winkel im inversen Verfahren geschätzt werden. Werden die Ergebnisse anschließend zu einem globalen Parametersatz zusammengeführt, kann das elastische Materialverhalten für beliebige Belastungsrichtungen beschrieben werden. Abschließend wird das Verfahren exemplarisch auf Endlosfaser-verstärkte Kunststoffe angewendet.

Abstract:

In this paper, a method for the characterisation of orthotropic, plate-shaped material samples is presented. Ultrasonic plate waves are excited at different angles and then detected. Then, a two-dimensional simulation model can be used to inversely estimate a set of material parameters for each angle of propagation. After merging these individual results into a global set of parameters, the material’s elastic behaviour can be described for arbitrary load directions. The procedure is exemplarily applied to characterise continuous-fibre reinforced polymers.

Doi: 10.1515/teme-2017-0132

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