Institut für Angewandte Materialien – Werkstoffkunde

Ultraschallprüfung

Die Ultraschallprüfung dient zur zerstörungsfreien Ermittlung der elastischen Kenngrößen bis hin zu orthotropem Materialverhalten. Im Gegensatz zu quasi-statischen Experimenten, wie Zug-, Biege- oder Torsionsversuchen, handelt es sich bei der Ultraschallprüfung um dynamische Messverfahren, die auf Zeit- oder Frequenzmessungen beruhen. Die vergleichsweise geringen Amplituden der elastischen Wellen führen dabei lediglich zu kleinen Auslenkungen und verursachen damit keine nichtlinearen Effekte im Werkstoff, wodurch höhere Genauigkeiten erzielt werden können. Am IAM-WK werden drei verschiedene Verfahren der Ultraschallprüfung verwendet:

Impuls-Echo-Verfahren

Beim Impuls-Echo-Verfahren werden Ultraschallimpulse durch die zu untersuchende Probe geleitet. Aus der Zeitspanne, die ein Impuls zum Durchqueren einer Probe benötigt, lassen sich die Ausbreitungsgeschwindigkeiten der Schallwellen ermitteln, aus diesen wiederum die elastischen Kenngrößen abgeleitet werden.

Ultraschallphasenspektroskopie (UPS)

Bei der Ultraschallphasenspektroskopie werden kontinuierliche Schallwellen in einem zuvor festgelegten Frequenzspektrum in die zu untersuchende Probe eingeleitet. Über die Phasendifferenz zwischen Eingangs- und Ausgangssignal kann schließlich die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Schallwellen ermittelt werden. Im Gegensatz zum Impuls-Echo-Verfahren eignet sich die UPS besonders für die Untersuchung stark schallschwächender Proben.

Resonante Ultraschallspektroskopie (RUS)

Die Resonante Ultraschallspektroskopie ermöglicht die Bestimmung des elastischen Materialverhaltens auch an Proben im Millimeterbereich. Die elastischen Konstanten werden hierbei über die Eigenfrequenzen von Proben einfacher Geometrie ermittelt.

Im diesem Bereich arbeiten wir an dem Thema: