Phased-Array basiertes Structural Health Monitoring zur Delaminationserkennung bei Mehrschichtsystemen
Abstract
ZusammenfassungGeführte Akustische Wellen (GAW) haben sich im Themengebiet des Structural Health Monitoring (SHM) etabliert. Neben ihren Vorteilen bei der Überwachung von Objekten und Detektion von Fehlstellen, gibt es jedoch auch einige Herausforderungen. Zu diesen zählt die dispersive Natur der häufig eingesetzten Lambwellen. Dispersion führt zu Signalverzerrung und reduziert dadurch die räumliche Auflösung und erschwert die Erkennung von schwach reflektierenden Fehlstellen. In diesem Beitrag wird der Einsatz eines Phased-Array-Systems zur Delaminationserkennung bei einem Mehrschichtsystem demonstriert, bei dem dispersive Lambwellen zum Einsatz kommen. Durch das Kompensieren der Dispersionseffekte kann die Sign Coherence Factor (SCF) Erweiterung des Total Focusing Method (TFM) Algorithmus eingesetzt und so auch schwach reflektierende Fehlstellen erkannt werden. Des Weiteren wird auf das Entstehen von Modenüberlagerungen bei Mehrschichtsystemen eingegangen, die bei der Auswahl der Arbeitsfrequenz und Sendesignallänge des Phased-Array-Systems berücksichtigt werden müssen.
AbstractGuided Acoustic Waves (GAW) are well established in the field of Structural Health Monitoring (SHM). However, in addition to their advantages in monitoring objects and detecting defects, there are also several challenges. These include the dispersive nature of the commonly used Lamb waves. Dispersion leads to signal distortion that reduces spatial resolution and makes it difficult to detect weakly reflecting defects. This paper demonstrates the use of a phased array system for delamination detection in a multilayer system using dispersive Lamb waves. By compensating for the dispersion effects, the Sign Coherence Factor (SCF) extension of the Total Focusing Method (TFM) algorithm can be used to detect even weakly reflective defects. Furthermore, the occurrence of mode superposition in multilayer systems is discussed, which must be taken into account when selecting the operating frequency and transmit signal length of the phased array system.
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| Titel | Phased-Array basiertes Structural Health Monitoring zur Delaminationserkennung bei Mehrschichtsystemen |
|---|---|
| Medien | tm - Technisches Messen |
| Verlag | De Gruyter Brill |
| Verfasser | Alexander Backer, Prof. Dr. Klaus Stefan Drese |
| Veröffentlichungsdatum | 08.05.2025 |
| Projekttitel | MegayachtSchaum |
| Zitation | Backer, Alexander; Drese, Klaus Stefan (2025): Phased-Array basiertes Structural Health Monitoring zur Delaminationserkennung bei Mehrschichtsystemen. tm - Technisches Messen. DOI: 10.1515/teme-2024-0111 |