Herr Manuel Webersen (M.Sc.), der seit November 2014 als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachgebiet Elektrische Messtechnik tätig ist, hat am 12.01.2021 die mündliche Prüfung in seinem Promotionsverfahren erfolgreich absolviert. Der Titel seiner Dissertation lautete: Zerstörungsfreie Charakterisierung der elastischen Materialeigenschaften thermoplastischer Polymerwerkstoffe mittels Ultraschall.
Das Fachgebiet Elektrische Messtechnik gratuliert Herrn Webersen zur bestandenen Prüfung und wünscht ihm weiterhin viel Erfolg für die berufliche Karriere und alles Gute im persönlichen Leben! Wir freuen uns auf die weitere konstruktive Zusammenarbeit.
Kurzfassung
Die präzise Kenntnis der Eigenschaften verwendeter Materialien hat große Bedeutung für den Entwurf technischer Systeme aller Art, aber auch für die Überwachung solcher Systeme im Betrieb. Für verschiedene physikalische Eigenschaften, Betriebsbedingungen und Materialklassen werden daher geeignete messtechnische Verfahren zur Materialcharakterisierung benötigt.
In der vorliegenden Arbeit wird ein Verfahren zur ultraschallbasierten Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften von homogenen und faserverstärkten thermoplastischen Polymeren unter Berücksichtigung der Richtungsabhängigkeit vorgestellt. Plattenförmige Probekörper werden dazu mittels Laser-Pulsen hoher Energie breitbandig angeregt und die resultierenden akustischen Lamb-Wellen aufgezeichnet. Auf Basis der dispersiven Eigenschaften der detektierten Wellenleitermoden werden in einem inversen Verfahren die Parameter eines linear-elastischen Materialmodells identifiziert. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur vollständigen Charakterisierung der Richtungsabhängigkeit in orthotropen Materialien wie Faserverbundwerkstoffen unter Verwendung eines zweidimensionalen Simulationsmodells vorgestellt.
Das Messverfahren wird anhand einer Untersuchungsreihe an künstlich gealterten Polymer- und Faserverbundwerkstoffen verifiziert und die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf den quasistatischen Fall betrachtet. Im Vergleich mit den Ergebnissen mechanischer Zugversuche werden die Voraussetzungen und Einschränkungen, insbesondere durch die Annahme eines ideal-elastischen Materialmodells, diskutiert.
