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84 5 Anwendungsbeispiele und Ergebnisse
5 Anwendungsbeispiele und Ergebnisse
Im nun folgenden Ergebnisteil wird die Leistungsfähigkeit der vorgestellten Algorithmen aus
den Kapiteln 3 und 4 für die Schadensdiagnose bei isotropen und anisotropen
Plattenstrukturen analysiert.
Im ersten Teil werden die Eigenschaften mehrerer runder piezoelektrischer Aktoren
quantitativ untersucht und ihre Anwendbarkeit im Rahmen der aktiven Strukturüberwachung
mit Lambwellen geprüft. Die unterschiedlichen Abmaße der Aktoren sowie die
Anregungsfrequenz haben hierbei einen signifikanten Einfluss auf die resultierenden
Dehnungscharakteristiken der S0- und A0-Mode. Die Kenntnis über die
Dehnungscharakteristiken ermöglicht eine modenselektive Anregung, was sich positiv auf die
Signalverarbeitung auswirkt.
Im Anschluss daran erfolgt zunächst die Analyse einer Aluminiumstruktur, welche über einen
längeren Zeitraum veränderlichen Umgebungstemperaturen ausgesetzt ist. An diesem
Beispiel soll gezeigt werden, dass mit der Verwendung geeigneter
Temperaturkompensationsmethoden eine zuverlässige und automatische Schadensdetektion
möglich ist. Dieser Abschnitt enthält ferner eine Studie über die Lokalisierbarkeit eines
Schadens bei veränderlichen Umgebungstemperaturen sowie die automatische Identifikation
eines Schlagschadens bei einer anisotropen Faserverbundstruktur, welche ebenfalls
schwankenden Temperaturen ausgesetzt ist.
Ein weiterer Abschnitt demonstriert die Güte von drei Schadenslokalisationsalgorithmen in
anisotropen Faserverbundstrukturen. Hierzu wird die Wellenausbreitung durch die
Spektralelementemethode simuliert. Es soll gezeigt werden, dass es trotz des anisotropen
Materialcharakters möglich ist, gleichzeitig den Schadensort von mehreren Schäden zu
bestimmen. Dies stellt eine wichtige Eigenschaft vor allem bei größeren Strukturen dar, weil
es in diesem Fall möglich ist, dass mehr als ein Schaden gleichzeitig existiert.
Der Einsatz des zeitveränderlichen inversen Filters ist Gegenstand des vierten Abschnitts.
Zunächst erfolgt seine Anwendung auf gemessene Pitch-Catch Signale für unterschiedliche
Anregungsfrequenzen. Anschließend wird gezeigt, dass durch diesen Ansatz auch
Differenzsignale entfaltet werden können. Den Abschluss bildet die Anwendung der
entfalteten Differenzsignale auf die Schadensvisualisierung, mit deren Hilfe eine verbesserte
Auflösung der resultierenden Schadenskarten möglich wird.