Barth, Tilmann

Im Rahmen dieser Arbeit wird das Ausbreitungsverhalten geführter Wellen in vorgespannten und geschichteten Wellenleitern anhand von experimentellen und numerischen Untersuchungen analysiert. Anhand experimenteller Versuchsreihen wird an Aluminiumproben der Einfluss einer Vorspannung in Ausbreitungsrichtung der Wellen auf die Phasengeschwindigkeit untersucht. Darauf aufbauend werden numerische Untersuchungen durchgeführt, um die Eignung verschiedener hyperelastischer Materialmodelle hinsichtlich dieser Einflüsse über große Frequenzbereiche zu bewerten. Im Gegensatz zur einschlägigen Literatur im Bereich technischer Anwendungen wird neben dem häufig verwendeten Materialmodell nach Murnaghan auch das Neo-Hooke-Materialmodell verwendet, um die Anwendbarkeit weniger komplexer Modelle ohne die Verwendung von Materialkonstanten höherer Ordnung zu untersuchen. Im Bereich der geschichteten Wellenleiter wird anhand von experimentellen Versuchsreihen das grundlegende Ausbreitungsverhalten von geführten Wellen in einem Faser-Metall-Laminat aus kohlefaserverstärktem Kunststoff und Stahl untersucht. Anhand von Vergleichen mit numerischen Untersuchungen können analytische und numerische Ansätze, bekannt aus isotropen Materialien und faserverstärkten Kunststoffen für das hier verwendete Werkstoffsystem validiert werden. Der Fokus dieser Vergleiche liegt neben den Dispersionsbeziehungen auf den Verschiebungsfeldern der geführten Wellen.