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Die Scaled Boundary Finite Elemente Methode (SBFEM) ist eine semi-analytische Methode, die speziell für Modellierung von geführten Wellen weiterentwickelt und optimiert wurde. Da nur den Rand der Rechendomäne diskretisiert wird, hat die SBFEM einen geringen Rechenaufwand. In diesem Beitrag wird die SBFEM benutzt, um die Ausbreitung geführter Wellen in einer Metall-Faserverbund-Werkstoffstruktur zu analysieren. Mittels der SBFEM ist es möglich, verschiede Fehlertypen, z.B. Ermüdungsrisse, Poren, Delaminationen, Korrosion, in das numerische Modell zu integrieren und damit Defekt-Mode-Wechselwirkung zu analysieren. Die Ergebnisse wurden für die Entwicklung einer Methode zur Zustandsüberwachung von Composite-Druckbehältern verwendet.
This paper presents a mode-tracing approach for elastic guided waves based on analytically computed derivatives and includes a study of interesting phenomena in the dispersion curve representation. Numerical simulation is done by means of the Scaled Boundary Finite Element Method (SBFEM). Two approaches are used to identify the characteristics of the resulting wave modes: Taylor approximation and Padé approximation. Higher order differentials of the underlying eigenvalue problem are the basis for these approaches. Remarkable phenomena in potentially critical frequency regions are identified and the tracing approach is adapted to these regions. Additionally, a stabilization of the solution process is suggested.