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Armin Huber

• The thesis is about the physics of guided ultrasonic waves in multilayered anisotropic composites. The stiffness matrix method is presented, and its implementation into the Dispersion Calculator (DC) is reported. The mode family-specific boundary conditions and characteristic functions as well as the dispersion curve tracing algorithms applied by the DC are discussed. The DC allows the calculation of dispersion diagrams for guided waves and mode shapes for laminates containing several hundreds of layers with high efficiency and robustness. A new method of Lamb wave-based non-destructive inspection using an a priori calculated excitation angle map is presented. The Adaptive Slanted Reflection Mode (ASRM) allows the optimal excitation of Lamb waves in composite components with varying layups and curvature gradients. The robotic Adaptive End Effector enables the in-line adaptation of the Lamb wave’s excitation angle during the scanning. The ASRM proves superior to the conventionalThe thesis is about the physics of guided ultrasonic waves in multilayered anisotropic composites. The stiffness matrix method is presented, and its implementation into the Dispersion Calculator (DC) is reported. The mode family-specific boundary conditions and characteristic functions as well as the dispersion curve tracing algorithms applied by the DC are discussed. The DC allows the calculation of dispersion diagrams for guided waves and mode shapes for laminates containing several hundreds of layers with high efficiency and robustness. A new method of Lamb wave-based non-destructive inspection using an a priori calculated excitation angle map is presented. The Adaptive Slanted Reflection Mode (ASRM) allows the optimal excitation of Lamb waves in composite components with varying layups and curvature gradients. The robotic Adaptive End Effector enables the in-line adaptation of the Lamb wave’s excitation angle during the scanning. The ASRM proves superior to the conventional non-adaptive Focused Slanted Reflection Mode (FSRM).…
• Die Doktorarbeit befasst sich mit der Physik geführter Ultraschallwellen in multilagigen, anisotropen Kompositen. Die stiffness matrix method und deren Implementierung in den Dispersion Calculator (DC) wird präsentiert. Die vom DC angewendeten Modenfamilien-spezifischen Randbedingungen und charakteristischen Funktionen sowie die Dispersionskurvenverfolgungsalgorithmen werden diskutiert. Der DC ermöglicht die Berechnung von Dispersionsdiagrammen und Verschiebungsfeldern geführter Wellen in Laminaten mit mehreren Hundert Lagen mit hoher Effizienz und Robustheit. Eine neuartige Lambwellen-basierte zerstörungsfreie Prüfmethode, welche eine a priori berechnete Einschallwinkellandkarte nutzt, wird präsentiert. Der Adaptive Slanted Reflection Mode (ASRM) erlaubt die optimale Lambwellenanregung in Kompositbauteilen mit variablem Lagenaufbau und variablen Krümmungsgradienten. Der robotische Adaptive Endeffektor ermöglicht die in-line Adaption des Lambwellenanregungswinkels während desDie Doktorarbeit befasst sich mit der Physik geführter Ultraschallwellen in multilagigen, anisotropen Kompositen. Die stiffness matrix method und deren Implementierung in den Dispersion Calculator (DC) wird präsentiert. Die vom DC angewendeten Modenfamilien-spezifischen Randbedingungen und charakteristischen Funktionen sowie die Dispersionskurvenverfolgungsalgorithmen werden diskutiert. Der DC ermöglicht die Berechnung von Dispersionsdiagrammen und Verschiebungsfeldern geführter Wellen in Laminaten mit mehreren Hundert Lagen mit hoher Effizienz und Robustheit. Eine neuartige Lambwellen-basierte zerstörungsfreie Prüfmethode, welche eine a priori berechnete Einschallwinkellandkarte nutzt, wird präsentiert. Der Adaptive Slanted Reflection Mode (ASRM) erlaubt die optimale Lambwellenanregung in Kompositbauteilen mit variablem Lagenaufbau und variablen Krümmungsgradienten. Der robotische Adaptive Endeffektor ermöglicht die in-line Adaption des Lambwellenanregungswinkels während des Scanvorgangs. Der ASRM zeigt sich gegenüber dem konventionellen, nicht-adaptiven Focused Slanted Reflection Mode (FSRM) überlegen.…