Ausbreitung elastischer Wellen in komplexen dünnwandigen Strukturen

Abstract

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Ausbreitung hochfrequenter (5 bis 20 kHz) Wellen in komplex geformten, dünnwandigen Strukturen. Mögliche Wellenarten auf den Tragwerkselementen Stab, Scheibe, Balken und Platte werden mit unterschiedlichen Theorien (Euler-Bernoulli, Bresse-Timoshenko, Levinson, Kirchhoff, Mindlin und Rayleigh-Lamb) beschrieben. Mit Bezug auf ein transientes Crashereignis in einer Fahrzeugstruktur zeigt sich die Biegewelle als dominante Art. Da herkömmliche Simulationsverfahren nicht den Anforderungen genügen, werden drei alternative Methoden vorgestellt. Für den hier betrachteten Anwendungsfall stellt die Beschreibung der Wellenausbreitung auf Basis von Strahlen die beste Wahl dar. Diese Methode wird für die Gesamtfahrzeugsimulation herangezogen und das Ergebnis durch eine Messung validiert.