Bause, Fabian: Ein ultraschallbasiertes inverses Messverfahren zur Charakterisierung viskoelastischer Materialparameter von Polymeren. Paderborn, 2016
Inhalt
- Kurzfassung
- Abstract
- Vorwort
- Inhaltsverzeichnis
- Symbolverzeichnis
- Einleitung
- Grundlagen viskoelastischer Materialien
- Grundlegende Merkmale polymerer Werkstoffe
- Grundbegriffe der Kontinuumsmechanik
- Grundlagen der linearen Viskoelastizität
- Stand der Forschung zur Materialparameterbestimmung und akustischer Wellenausbreitung
- Materialparameterbestimmung
- Modellierung geführter Wellenausbreitung
- Transiente Finite Elemente Simulation in viskoelastischen Medien
- Wellenausbreitung in viskoelastischen Medien
- Implikationen viskoelastischer Medien auf die Wellengleichungen
- Viskoelastische Materialmodelle für die Simulation akustischer Wellen in Polymeren
- Viskoelastische Re-Interpretation der Rayleigh-Dämpfung
- Diskussion des fraktionalen Zener-Modells
- Generalisierung auf dreidimensionale Betrachtungen und Diskussion der Anisotropie
- Simulation transienter Signale im viskoelastischen Wellenleiter
- Realisierung des inversen Messverfahrens
- Lösungsansatz
- Konzeption und Funktionalität des Versuchsaufbaus
- Schallsender und -empfänger
- Anforderungen und gegenständlicher Entwurf
- Modellierung
- Identifikation der Schallwandler
- Anpassnetzwerke
- Sende- und Empfangselektronik
- Analyse des Messsystems im Zeitbereich
- Sensitivitätsanalyse
- Betrachtungen am elastischen transversal isotropen Material
- Betrachtungen am viskoelastischen quasi-isotropen Material
- Inverses Problem
- Messunsicherheiten
- Messergebnisse
- Experimentelle Vorgehensweise
- Auswertung exemplarischer Proben
- Diskussion der Übertragbarkeit der Messergebnisse
- Zusammenfassung und Ausblick
- Mathematischer Anhang
- Technischer Anhang
- Elastische Eigenschaften transversal isotroper Medien
- Berechnung der Temperaturverteilung in Probekörpern
- Modellierung eines 0-3 Komposit
- Longitudinal- und Transversalwellengeschwindigkeit polymerer Werkstoffe
- Zusammenfassung aller direkten Messgrößen an den Piezokompositen
- Parameterschätzung des Leitungsmodells für eine RG174 Leitung
- Zusammenstellung der Ergebnisse der Schallwandler-Modell-Identifikation
- Butterworth-van-Dyke-Modell
- IIR-Filterkoeffizienten der identifizierten Verstärkerschaltungen
- Methoden zur angepassten Sendesignalberechnung
- Analytische Korrelation
- Synchrosqueezed Wavelet Transform
- Die Wigner-Ville-Verteilung
- Grundkonzept des GUM
- Zusammenfassende Darstellung der Ergebnisse der Materialparametercharakterisierung
- Abbildungsverzeichnis
- Tabellenverzeichnis
- Literaturverzeichnis