Erfassung und Analyse akustischer Emissionen in störbehafteter Umgebung

In dieser Arbeit werden akustische Emissionen untersucht, die im Zusammenhang zur Bildung von Rissen in metallischen Strukturen stehen. Hierfür wird zunächst eine Einführung in die Bruchmechanik gegeben und der Zusammenhang zur Entstehung von akustischen Emissionen hergestellt. Weiterhin werden Größen der Festigkeitslehre eingeführt, welche für das Verständnis der im experimentellen Teil durchgeführten Versuche und Simulationen notwendig sind. Aufbauend auf dieser Einführung werden Modelle der Körperschallausbreitung insbesondere der Lamb-Wellen beschrieben. Die Gleichungen der bei diesem Wellentyp auftretenden symmetrischen und antisymmetrischen Wellentypen werden ferner verwendet, um eine analytische Übertragungsfunktion piezoelektrischer Wandler herzuleiten. Die hergeleiteten Übertragungsfunktionen werden verwendet, um in Abhängigkeit der geometrischen Eigenschaften der Wandler und des Übertragungsmediums eine Abschätzung der Empfindlichkeit der Wandler zu erhalten. Die aufgestellten Normierungsfunktionen werden erstmals in dieser Form veröffentlicht. In einer experimentellen Studie werden die berechneten normierten Übertragungsfunktionen für unterschiedliche Versuchsanordnungen im Rahmen einer systematischen Messung verglichen. Für die weitere Erfassung und Analyse akustischer Emissionen werden neben einer zeitvarianten Optimalfilterung auch Verfahren zur Berechnung von Merkmalen für eine anschließende Klassifikation vorgestellt. Bei zerstörenden Versuchen in Laborumgebung aber auch im Rahmen von zerstörenden Fahrversuchen, bei denen LKW-Trailer zum Einsatz kommt, werden die entwickelten Verfahren evaluiert.