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Numerical Modeling of Guided Waves in Anisotropic Composites with Application to Air-coupled Ultrasonic Inspection

Huber, Armin (2020) Numerical Modeling of Guided Waves in Anisotropic Composites with Application to Air-coupled Ultrasonic Inspection. DLR-Forschungsbericht. DLR-FB-2020-50. Dissertation. Universität Augsburg. 233 S.

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Kurzfassung

This thesis is about the physics of ultrasonic guided waves in multilayered anisotropic composites. The Stiffness Matrix Method (SMM) is presented, and its implementation into the Dispersion Calculator (DC) is reported. The mode family-specific boundary conditions and characteristic functions as well as the dispersion curve tracing algorithms applied by the DC are discussed. The DC allows the calculation of guided wave dispersion diagrams and mode shapes for laminates containing several hundreds of layers with high efficiency and robustness. A new method of Lamb wave-based non-destructive inspection using an a priori calculated excitation angle map is presented. The Adaptive Slanted Reflection Mode (ASRM) allows the optimal excitation of Lamb waves in CFRP components with varying layups and curvature gradients. The robotic Adaptive End Effector (AEE) enables the in-line adaptation of the Lamb wave excitation angle during the scanning. The ASRM proves superior to the conventional non-adaptive Focused Slanted Reflection Mode (FSRM).

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/139819/
Dokumentart:Berichtsreihe (DLR-Forschungsbericht, Dissertation)
Titel:Numerical Modeling of Guided Waves in Anisotropic Composites with Application to Air-coupled Ultrasonic Inspection
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Huber, ArminArmin.Huber (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5694-8293NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:16 Dezember 2020
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Seitenanzahl:233
ISSN:1434-8454
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Ultrasonics, Guided waves, Lamb waves, Multilayered composites, Numerical modeling, Stiffness matrix method, Software, Dispersion Calculator, Non-destructive inspection, Adaptive End Effector, Adaptive Slanted Reflection Mode
Institution:Universität Augsburg
Abteilung:Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Aircraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Strukturen und Werkstoffe (alt)
Standort: Augsburg
Institute & Einrichtungen:Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie > Automation und Produktionstechnologie
Hinterlegt von: Huber, Armin
Hinterlegt am:18 Dez 2020 10:17
Letzte Änderung:16 Dez 2022 15:51

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