Detailansicht
Optimierung der Messkonfiguration elastischer Eigenschaften der Methoden RUS (Resonance Ultrasound Spectroscopy) und RBT (Resonant Beam Technique)
Lorenz Rudolf Hofmann
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Lehramt Sek (AB) Unterrichtsfach Mathematik Unterrichtsfach Physik
Betreuer*in
Herwig Peterlik
DOI
10.25365/thesis.78196
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-22805.47611.928342-5
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In der Forschungsgruppe ”Dynamik Kondensierter Systeme“ an der Universität Wien wird die Resonant Ultrasound Spectroscopy (RUS) schon seit mehreren Jahrzehnten verwendet, um die elastischen Eigenschaften kleiner Probenkörper zu bestimmen. Bei der bis dato verwendeten RUS-Apparatur haben sich Mängel im Bereich der Probenhalterung gezeigt, außerdem konnte bislang nur mit einem einzigen Paar integrierter Ultraschallwandler (Transducer) gemessen werden. Das Ziel der vorliegenden Masterarbeit ist es, einen Messaufbau für die Ultraschallresonanzspektroskopie zu entwerfen und herzustellen, bei dem Proben einfach und ohne diese zu beengen eingesetzt werden können und diese Position stabil gehalten werden kann. Darüber hinaus ist eine Anforderung an den Messaufbau, dass dieser mit Ultraschallwandlern verschiedener Größe kompatibel ist und in verschiedenen Lagen (horizontal und vertikal) verwendet werden kann. Dafür wird ein Design vorgestellt und getestet, das aus 3D gedruckten Teilen und Werkstücken aus Aluminium besteht. In weiterer Folge sollten neu angeschaffte Ultraschallwandler für den Einsatz sowohl bei der Resonant Ultrasound Spectroscopy als auch bei der Resonant Beam Technique (RBT) in Bezug auf deren Signal-to-Noise-Ratio (SNR) getestet werden. Dies geschieht durch systematische RBT- und RUS-Messungen mit verschiedenen Kombinationen von Transducern und unter Einsatz unterschiedlicher Proben. Eine dritte Forschungsfrage ist der Vergleich hängender und liegender Probenlagerung bei der RBT in Bezug auf deren Signal-to-Noise-Ratio und Messergebnisse. Die Ergebnisse dieser Arbeit sollen die Handhabung für RUS- und RBT-Messungen erleichtern, den gezielten Einsatz verschiedener Transducer ermöglichen und das Signal-Rausch-Verhältnis für RUS- und RBT-Messungen verbessern.
Abstract
(Englisch)
In the Dynamics of Condensed Systems research group at the University of Vienna, resonant ultrasound spectroscopy (RUS) has been used for several decades to determine the elastic properties of small samples. The RUS-apparatus used to date has shown deficiencies in holding the samples and measurements could only be carried out with a single pair of integrated ultrasonic transducers. The aim of this master’s thesis is to design and produce a measurement setup for resonant ultrasound spectroscopy, in which samples can be inserted using little force and where the position of the sample can be kept stable. Another requirement for the measurement setup is that it is compatible with transducers of varying sizes and can be used in horizontal and vertical position. For this purpose, a concept consisting of 3D printed parts and workpieces made of aluminum was created and tested. Subsequently, new ultrasonic transducers are tested for use in resonant ultrasound spectroscopy as well as in resonant beam technique (RBT) with regard to their signal-to-noise-ratio (SNR). This is done through systematic RBT and RUS testing with various combinations of transducers and different samples. A third research question is the comparison of hanging and lying sample storage for RBT in terms of their signal-to-noise ratio and measurement results. The results of this work should simplify the handling of RUS- and RBT-measurements, enable the use of different transducers and improve the signal-to-noise-ratio for RUS- and RBT-measurements.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Ultraschallresonanzspektroskopie Signal Rausch Verhältnis Akustik RUS RBT Elastizitätsmodul Poissonzahl Elastische Schwingungen nondestruktive Materialanalyse Materialwissenschaften E Modul
Schlagwörter
(Englisch)
Resonant Ultrasound Spectroscopy Resonant Beam Technique Signal To Noise Ratio
Autor*innen
Lorenz Rudolf Hofmann
Haupttitel (Deutsch)
Optimierung der Messkonfiguration elastischer Eigenschaften der Methoden RUS (Resonance Ultrasound Spectroscopy) und RBT (Resonant Beam Technique)
Paralleltitel (Englisch)
Optimization of the measurement configuration for elastic properties of the RUS (Resonant Ultrasound Spectroscopy) and RBT (Resonant Beam Technique) method
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
viii, 76 Seiten : Illustrationen
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Herwig Peterlik
AC Nummer
AC17494279
Utheses ID
74656
Studienkennzahl
UA | 199 | 520 | 523 | 02