Detektion von Schädigungen in Flächentragwerken durch Analyse der Wellenausbreitung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Projekt hat gezeigt, dass sowohl die elektronischen Speckle-Interferometrie als auch die Scanning-Laservibrometrie geeignete optische Messverfahren zur Beobachtung der Wellenausbreitung sind. Im Laufe des Projekts wurde die Scanning-Laservibrometrie favorisiert, da eine zeitkontinuierliche Datenerfassung, die dadurch nahezu problemlos möglich gewordene Generierung von aussagekräftigen Videos und die Möglichkeit einer Frequenzanalyse sich als vorteilhaft herausgestellt haben. In den experimentellen Untersuchungen konnten die physikalischen Phänomene bei der Ausbreitung elastischer Wellen in dünen Platten untersucht und grundlegend analysiert werden, insbesondere das Verhalten der Wellen an strukturellen Schäden. Sowohl in metallischen Bauteilen als auch in solchen aus Faserverbundwerkstoff wurde das Konvertierungsverhalten der elastischen Wellen untersucht. Das Konvertierungsverhalten in metallischen Bauteilen hat sich als wesentlich leichter interpretierbar herausgestellt als das in Faserverbunden. Der Grund ist zum einen die Anisotropie der Faserverbunde, zum anderen das Phänomen der quasi-kontinuierlichen Modenkonvertierung, deren Ursache weiter Gegenstand der Forschung ist. Das nunmehr abgeschlossene Projekt war das erste auf dem Gebiet der Strukturüberwachung mit Förderung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft, und der Antragsteller hat die Gelegenheit bekommen, offene Fragen in einem nachfolgenden Projekt zu bearbeiten.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Generation and Propagation of Lamb Waves – Analytical Modeling and Experimental Verification. In: T. Uhl, W. Ostachowicz, J. Holnicki-Szulc: Structural Health Monitoring 2008, Proceedings of the 4th European Workshop. Cracow, Poland, July 2-4, 2008
S. v. Ende, R. Lammering
- Lamb Wave Generation and Propagation – Analytical Modelling and Verification –. Proc. 16th Int. Conference on Adaptive Structures and Technologies, DEStech Publications, Paper 115, 2008
S. v. Ende, R. Lammering, I. Schäfer
- Piezoelectrically Generated Lamb Waves in Elastic and Visco-elastic Plates - Analysis and Experimental Verification. Proceedings of the International Workshop on Structural Health Monitoring, Stanford, CA, USA, Sept. 9-11, 2009
S. v. Ende, R. Lammering
- Structural health monitoring of thin-walled structures by optical measurement techniques. Proc. IV ECCOMAS Thematic Conference on Smart Structures and Materials, Porto, Portugal, July 13-15, 2009
R. Lammering, M. Neumann
- Modelling of Wave Propagation using Spectral Finite Elements. PAMM, (10), pp. 7-10, 2010
B. Hennings, R. Lammering, O. Winkler
- Observation of Piezoelectrically Induced Lamb Wave Propagation in Thin Plates by Use of Speckle Interferometry. Experimental Mechanics, 50 (3), 377-387, 2010
R. Lammering
- Structural Health Monitoring of Lightweight Structures by Use of Lamb Waves. 2nd International Symposium on NDT in Aerospace 2010, Hamburg, Germany, November 22nd - 24th, 2010
R. Lammering, A. Eremin, M. Neumann, U. Gabbert, S. Hosseini
- Structural Health Monitoring of Thin-Walled Structures by Optical Measurement Techniques. Proceedings of the 5th European Workshop on Structural Health Monitoring, Naples, Italy, June 29 - July 4, 2010
M. Neumann, R. Lammering
- Lamb wave excitation and propagation in elastic plates with surface obstacles: proper choice of central frequencies. Smart Materials and Structures, (20) 2011
E. V. Glushkov, N. V. Glushkova, R. Lammering, A. Eremin and M. N. Neumann
(Siehe online unter https://dx.doi.org/10.1088/0964-1726/20/1/015020) - Identification and avoidance of systematic measurement errors in Lamb wave observation with one-dimensional scanning laser vibrometry. Strain
M. N. Neumann, B. Hennings, R. Lammering
(Siehe online unter https://doi.org/10.1111/str.12015)
