Schallfeldmodellierung von Ultraschall-Transversalwellen-Prüfköpfen: Modellierung von Prüfkopfarrays mit der Elastodynamischen Finiten Integrationstechnik und der Punktquellensynthese

Frank Mielentz; Viktor Feller; Martin Krause; Reinhold Orglmeister; Klaus Mayer

doi:10.3139/120.110510

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Schallfeldmodellierung von Ultraschall-Transversalwellen-Prüfköpfen

Modellierung von Prüfkopfarrays mit der Elastodynamischen Finiten Integrationstechnik und der Punktquellensynthese

Frank Mielentz , Viktor Feller , Martin Krause , Reinhold Orglmeister and Klaus Mayer

Published/Copyright: December 11, 2013

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From the journal Materials Testing Volume 55 Issue 11-12

Kurzfassung

Ultraschallmessverfahren werden seit Langem erfolgreich für Prüfaufgaben, wie zum Beispiel die Ermittlung von Bauteilgeometrien, im Bauwesen eingesetzt. Um die Schallbündelung der Prüfköpfe zu verbessern, werden oft mehrere Prüfköpfe in einem Array angeordnet. Für die Entwicklung der Prüfkopfarrays ist es zweckmäßig, mithilfe von Modellierungen den Einfluss der Arraygröße, der Anordnung der Einzelprüfköpfe im Array und der Prüffrequenz auf das Schallfeld zu untersuchen. Dazu werden in der Praxis erfolgreich Modellierungen auf der Basis der Elastodynamischen Finiten Integrationstechnik (EFIT) und der Punktquellensynthese angewendet. Beim Aufbau der Arrays kommen zurzeit immer häufiger Transversal-Punktkontaktprüfköpfe zur Anwendung. Daher wird bei der Beschreibung der Schallfeldberechnung insbesondere auf die der Transversalwellenprüfköpfe eingegangen und mithilfe von Modellierungen und Experimenten gezeigt, wie sich die Prüfkopfpositionierung auf die Richtcharakteristik auswirkt.

Abstract

In civil engineering Ultrasonic measurement techniques have been applied successfully for investigations of concrete components for a long time. Several probes can be arranged in an array to improve the focusing of the sound beam. For the development of probe arrays it is advisable to model the influence of the array size, the probe arrangement and the test frequency on the sound field in advance. For this purpose modelling based on the elastodynamic finite integration technique (EFIT) and point source synthesis are successfully used in practice. Shear wave point contact probes are often used to set up probe arrays. Therefore, the shear wave modelling is described in detail. Based on experiments and calculations the influence of the probe positions on the radiation pattern is demonstrated.

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Online erschienen: 2013-12-11

Erschienen im Druck: 2013-11-15

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https://doi.org/10.3139/120.110510