Article

Modellbasierte und experimentelle Bestimmung mechanischer Kennwerte von Holzwerkstoffen mittels luftgekoppeltem Ultraschall

* Presenting author
Day / Time: 21.03.2018, 10:20-10:40
Room: MW 1250
Typ: Regulärer Vortrag
Abstract: Ein wichtiges Qualitätsmerkmal bei der Herstellung von Holzwerkstoffen sind die mechanischen Kennwerte. Nach derzeitigem Stand der Technik werden Platten aus dem Herstellprozess ausge-schleust, in die entsprechende Probegröße für die einzelnen Versuche geschnitten und anschlie-ßend vermessen. Dieses Verfahren hat den großen Nachteil, dass nur Stichproben vermessen werden können und die Ergebnisse mit einem zeitlichen Versatz zur Verfügung stehen.Aus diesem Grund ist das Ziel der Holzwerkstoffindustrie die mechanischen Kennwerte während der laufenden Produktion zu bestimmen. Ein Ansatz ist die Bestimmung der Parameter mithilfe von luftgekoppelten Ultraschalltransmissionsmessungen. Dieses Verfahren bildet bereits die Grundlage für die Qualitätskontrolle bezüglich Spaltern, welche Lufteinschlüsse im Material darstellen. Diese seit mehreren Jahrzehnten bewährte Messmethode, bei der die Fehlstellen über die Schwächung der Amplitude des Ultraschallsignals an den Lufteinschlüssen identifiziert wer-den, wird zur Parameterbestimmung um eine Laufzeitmessung erweitert. Als Ersatzmodell für Holzwerkstoffe wird ein orthotropes Materialverhalten angenommen. Ba-sierend auf diesem Modell und der Laufzeit erfolgt die inverse mechanische Kennwertebestim-mung. Im Experiment wird die Laufzeiten über die zeitliche Differenz zwischen dem am Mikro-phon gemessenen und dem ausgesendeten Transducersignal bestimmt. Im Gegensatz zur späteren Anwendung werden die Messungen an nicht bewegten Platten im Labor durchgeführt. Die modellbasierte Auswertung erfolgt über numerische Simulationen, die auf der Finite-Differenzen-Methode beruhen.