Bibliographic Metadata
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- TitleWellenleiterbasiertes inverses Verfahren zur Bestimmung elastischer und viskoelastischer Materialparameter plattenförmiger Polymer-Proben : / von Sarah Johannesmann, M.Sc. ; Erster Gutachter: Prof. Dr.-Ing. Bernd Henning, Zweiter Gutachter: Prof. Dr. Stefan J. Rupitsch
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- Description1 Online-Ressource (xxxi, 212 Seiten) Diagramme
- Institutional NoteUniversität Paderborn, Dissertation, 2024
- AnnotationTag der Verteidigung: 07.10.2024
- Defended on2024-10-07
- LanguageGerman
- Document TypesDissertation (PhD)
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Zusammenfassung
Der computergestützte Entwurf akustischer Sensoren setzt realitätsnahe akustische Materialmodelle sowie die Kenntnis bzw. die Identifikation der Materialparameter dieser Modelle im entsprechenden Frequenzbereich voraus.Zunehmend finden für den Aufbau von Ultraschallsensoren auch Kunststoffe Anwendung, z.B. als Anpassschicht oder für das Gehäuse.Da es bisher kein standardisiertes Messverfahren gibt, ergibt sich eine unsichere Datenlage mit unvollständigen Datensätzen der Materialparameter.Daher ist es erforderlich ein Messverfahren zu entwickeln, das auf der Grundlage realistischer Materialmodelle geeignet ist, die betreffenden Materialparameter zu bestimmen.Neben der Identifikation ideal-elastischer Materialmodelle, ist insbesondere bei Polymeren die Schallabsorption mit zu bestimmen, da diese Materialien eine nicht mehr vernachlässigbare Dämpfung der sich ausbreitenden Schallwellen aufweisen.Um die Schallabsorption charakterisieren zu können, werden viskoelastische Materialmodelle benötigt.Gegenstand dieser Arbeit ist die Entwicklung eines wellenleiterbasierten Messverfahrens und die Realisierung eines Messsystems zur Bestimmung vollständiger, konsistenter Materialparametersätze für plattenförmige, homogene Kunststoffproben auf Basis eines inversen Verfahrens.
Abstract
The computer-aided design of acoustic sensors requires realistic acoustic material models as well as the knowledge or identification of the material parameters of these models in the corresponding frequency range.Plastics are increasingly being used in the construction of ultrasonic sensors, e.g. as a matching layer or for the housing.Since there is currently no standardized measurement method, there is an uncertain data situation with incomplete data sets of the material parameters.Therefore, it is necessary to develop a measurement method which is suitable for determining the relevant material parameters based on realistic material models.In addition to identifying ideally elastic material models, sound absorption must also be determined, especially in the case of polymers, since these materials do not have a negligible attenuation of the propagating sound waves anymore.In order to characterize sound absorption, viscoelastic material models are required.The subject of this work is the development of a waveguide-based measurement method and the realization of a measurement system for determining complete, consistent material parameter sets for plate-shaped, homogeneous plastic samples based on an inverse method.
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