Zur Validierung der Modellierungs-Software wurden zunächst die Dispersionsdiagramme für einen 40 mm dicken Stahlrundstab und ein Stahlrohr (Außendurchmesser 40 mm) berechnet und mit den Ergebnissen einer analytischen Modellierung verglichen. Die Finite-Element-Modellierung wurde dann auf die Wellenausbreitung in einem Stahlstab mit rechteckigem Querschnitt (20 mm x 25 mm) angewendet. Neben den Longitudinal- und den Torsionsmoden treten zwei Typen von Biegemoden auf, die den unterschiedlichen Kantenlängen des Stabquerschnitts zugeordnet sind. Die durch die Modellierung vorhergesagten Gruppengeschwindigkeiten konnten experimentell mit einem Sende-Empfänger-Wandlerpaar (55 kHz, Wandlerabstand 224 mm) bestätigt werden. Schließlich wurde die Modellierung auf die Wellenausbreitung in Schienen angewendet. In den resultierenden Dispersionsdiagrammen konnten Moden identifiziert werden, deren Ausbreitung sich auf den Schienenkopf, den Schienenfuß oder den Schienensteg beschränkt. Oberhalb einer Frequenz von 20 kHz ist die Anzahl der Moden allerdings so hoch, dass ein Fehlernachweis oder eine Fehlerinterpretation nur schwer möglich sein dürfte. (Gebhardt, W.)
The application of finite element modelling to guided ultrasonic waves in rails
Anwendung der Finiten-Element-Modellierung auf geführte Ultraschallwellen in Schienen
Insight ; 44 , 6 ; 359-363
2002
5 Seiten, 15 Bilder, 6 Quellen
Article (Journal)
English
Stress Dependence of Ultrasonic Guided Waves in Rails
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