Modellierung und numerische Berechnung der Ultraschallwellenausbreitung in heterogenen Strukturen unter Einbeziehung von Schädigungen

在TP3中，我们使用了一种新的方法，即在异质Werkstoffverbunden zur fehlerkennung nutzen lassen中使用了Ultraschallwellen。Deshalb konzentrieren siich die arbeen in der beantragten Fortsetzungsperiode de PAK357 auf die Nutzung von ultraschallenen /Lambwellen zur schadens<e:1> berwachung in dnnen Leichtbaustrukturen mit einem异质材料aufbau。材质的材质，材质的材质，材质的材质，材质的材质，材质的材质。Der focus liegt auf luftfahrttypischen Sandwichstrukturen mit waben- und schaumförmigen Kernschichten and dnnen Deckschichten aus kohlefaserverstärktem Kunststoff（蜂窝三明治，Schaumsandwich, Hohlkugelplatte）。在内的皮毛死Modellierung der Deckschichten einschließ巫妖der Einbeziehung der aufgeklebten piezoelektrischen Aktuatoren和Sensoren auf Ergebnisse来自der ersten和zweiten Forderperiode zuruckgegriffen了萤石,wirft死Einbeziehung der Kernschicht麻省理工学院古老inneren Grenzflachen neue, bisher不beantwortete Fragestellungen汪汪汪。摘要：基于<s:1>非均质和各向异性的Werkstoffverbunde stehen gegenwärtig weder ausreichend leistungsfähige模拟方法的研究，在此基础上，研究了ein gesichertes Wissen <e:1>的超挑战与非均质相互作用（Interaktion） mit Strukturschäden。在此基础上，提出了一种新的研究方法，即：在研究基础上，研究基础上，研究基础上，研究基础上，研究基础上，研究基础上，研究基础上。Das Ziel der Arbeiten best best也darin， not endige Grundlagen zu schaffen, damit eine zuverlässige schadensdetecktion auch ch r disese Klasse von strukturauteilen zuknftig sichergestellt ist。在此基础上，本文提出了一种新的方法，即有效仿真方法，该方法适用于三维三维系统。Unter Nutzung dieser Entwicklungen sollen die arbeen in TP3 aucher nicher verstandene Phänomene klären, z.b.w eich ultraschallenen in异质结构的ausbreiten， weidwellen mitinneren Grenzflächen zwischen den Deckschichten and dem Waben- bzw。dem Schaumkern sowie mit Schäden (z.B. Ablösen der Deckschichten, Schädigungen in der Kernschicht) interagieren（现代转换，反射和传输）und wie ein schadens<e:1> berwachungssystem zweckmäßig zu gestalten ist。中国农业大学学报（自然科学版）。Die fr Die Untersuchungen im Teilprojekt TP3 erforderlichen实验，arbeen werden in der bewährten合作mit den Teilprojekten TP1 （3d -激光扫描-测振仪）和TP2 durchgef<s:1> hrt。

Im TP3 wird von der Forschungshypothese ausgegangen, dass sich geführte Ultraschallwellen auch in heterogenen Werkstoffverbunden zur Fehlererkennung nutzen lassen.Deshalb konzentrieren sich die Arbeiten in der beantragten Fortsetzungsperiode des PAK357 auf die Nutzung von Ultraschallwellen/Lambwellen zur Schadensüberwachung in dünnen Leichtbaustrukturen mit einem heterogenen Materialaufbau. Darunter werden Materialien verstanden, die makroskopisch nicht als homogen angesehen werden können.Der Fokus liegt auf luftfahrttypischen Sandwichstrukturen mit waben- und schaumförmigen Kernschichten und dünnen Deckschichten aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (Honeycomb-Sandwich, Schaumsandwich, Hohlkugelplatte).Während für die Modellierung der Deckschichten einschließlich der Einbeziehung der aufgeklebten piezoelektrischen Aktuatoren und Sensoren auf Ergebnisse aus der ersten und zweiten Förderperiode zurückgegriffen werden kann, wirft die Einbeziehung der Kernschicht mit ihren inneren Grenzflächen neue, bisher nicht beantwortete Fragestellungen auf. Für derartige heterogene und anisotrope Werkstoffverbunde stehen gegenwärtig weder ausreichend leistungsfähige Simulationsmethoden bereit, noch gibt es ein gesichertes Wissen über die Ausbreitung von Ultraschallwellen und deren Interaktion mit Strukturschäden. Es kann allerdings auf Grund der eigenen Vorarbeiten erwartet werden, dass mit Hilfe von Ultraschallwellen auch bei derartigen Werkstoffverbunden zuverlässige Aussagen über den momentanen Gesundheitszustand einer Struktur zu gewinnen sind.Das Ziel der Arbeiten besteht also darin, notwendige Grundlagen zu schaffen, damit eine zuverlässige Schadensdetektion auch für diese Klasse von Strukturbauteilen zukünftig sichergestellt ist. Um dieses Ziel zu erreichen, erfolgt im TP3 eine problemspezifische Weiterentwicklung numerischer Berechnungsmethoden zur effektiven Simulation der Wellenausbreitung und zum Entwurf von SHM-Systemen. Unter Nutzung dieser Entwicklungen sollen die Arbeiten im TP3 auch bisher nicht verstandene Phänomene klären, z.B. wie sich Ultraschallwellen in heterogenen Strukturen ausbreiten, wie die Wellen mit inneren Grenzflächen zwischen den Deckschichten und dem Waben- bzw. dem Schaumkern sowie mit Schäden (z.B. Ablösen der Deckschichten, Schädigungen in der Kernschicht) interagieren (Modenkonversion, Reflexionen und Transmissionen) und wie ein Schadensüberwachungssystem zweckmäßig zu gestalten ist. Diese Arbeiten erfolgen in enger Abstimmung und Kooperation mit den Teilprojekten TP4 und TP5. Die für die Untersuchungen im Teilprojekt TP3 erforderlichen experimentellen Arbeiten werden in der bewährten Kooperation mit den Teilprojekten TP1 (3D-Laser-Scanning-Vibrometrie) und TP2 durchgeführt.