Berechnung der Abstrahldämpfung in ebenen Wellenleitern aufgrund eines angrenzenden Fluids

Kiefer DA, Ponschab M, Rupitsch S (2018)

Publication Language: German

Publication Type: Conference contribution, Conference Contribution

Publication year: 2018

Publisher: Deutsche Gesellschaft für Akustik e.V.

City/Town: Berlin

Pages Range: 1595 - 1598

Conference Proceedings Title: Fortschritte der Akustik - DAGA 2018

Event location: München DE

ISBN: 978-3-939296-13-3

Abstract

Geführte Wellen in Platten, insbesondere Lamb-Wellen, werden zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung eingesetzt sowie in ultraschallbasierten Messsystemen gezielt angeregt und genutzt. Wesentlich für den Entwurf solcher Systeme ist die Kenntnis der Dispersionskurven, die den Zusammenhang zwischen Frequenz und sich ergebenden Wellenzahlen wiedergeben. Obwohl die Rayleigh-Lamb-Gleichungen diesen Zusammenhang analytisch beschreiben, sind numerische Verfahren zur Lösung stets notwendig, da die Gleichungen transzendent sind. 

Während klassischerweise ein Nullstellensuchverfahren angewandt wird, wurden neuerdings Verfahren entwickelt, welche auf der Diskretisierung der Bewegungsdifferentialgleichungen beruhen. Diese arbeiten deutlich stabiler und zuverlässiger. Dabei werden die Rayleigh-Lamb-Gleichungen nicht explizit gelöst, sondern der Dispersionszusammenhang auf ein Eigenwertproblem zurückgeführt. Für den Fall der freien Platte kann dieses mit den üblichen numerischen Methoden einfach und effizient gelöst werden. 

In der Praxis grenzt jedoch oft ein Fluid an die Platte an. Eine Lamb-Welle gibt dann Energie an die Umgebung ab, was für viele Anwendungsfälle kritisch ist. Die Lamb-Welle erfährt dadurch eine Abstrahldämpfung, welche durch den Imaginärteil der Wellenzahl beschrieben wird. Die Randbedingungen für die Platte führen in diesem Fall zu einem nichtlinearen Eigenwertproblem, für das kein etabliertes Lösungsverfahren existiert. In diesem Beitrag wird eine Lösungsmethodik im Sinne einer Fixpunktiteration präsentiert, sowie Ergebnisse vorgestellt.

Authors with CRIS profile

Daniel Kiefer Lehrstuhl für Autonome Systeme und Mechatronik Michael Ponschab Lehrstuhl für Autonome Systeme und Mechatronik Stefan Rupitsch Lehrstuhl für Autonome Systeme und Mechatronik

How to cite

APA:

Kiefer, D.A., Ponschab, M., & Rupitsch, S. (2018). Berechnung der Abstrahldämpfung in ebenen Wellenleitern aufgrund eines angrenzenden Fluids. In Seeber, Bernhard (Hrg.), Fortschritte der Akustik - DAGA 2018 (S. 1595 - 1598). München, DE: Berlin: Deutsche Gesellschaft für Akustik e.V..

MLA:

Kiefer, Daniel A., Michael Ponschab, und Stefan Rupitsch. "Berechnung der Abstrahldämpfung in ebenen Wellenleitern aufgrund eines angrenzenden Fluids." Tagungsband DAGA 2018 - 44. Jahrestagung für Akustik, München Hrg. Seeber, Bernhard, Berlin: Deutsche Gesellschaft für Akustik e.V., 2018. 1595 - 1598.

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