Dispersion Calculator: Eine open source Software zur Berechnung von Dispersionskurven und Modenformen geführter Wellen

Der MATLAB-basierte Dispersion Calculator (DC) ist eine interaktive Software zur Berechnung von Dispersionskurven und Modenformen geführter Wellen in isotropen Platten, Stäben und Rohren sowie in multilagigen, anisotropen Laminaten. DC wird kontinuierlich verbessert und mittels DISPERSE validiert. DC wurde 2018 erstmals veröffentlicht. Heute wird er weltweit verwendet.

Features:

  • Graphische Benutzeroberfläche für einfache Bedienung
  • Dispersionsdiagramme geführter Welle in isotropen Platten, Stäben und Rohren (axiale und Umfangsmoden) sowie in multilagigen, anisotropen Laminaten: Phasengeschwindigkeit, Energiegeschwindigkeit, Laufzeit, Koinzidenzwinkel, Wellenlänge, Wellenzahl und Dämpfung vs Frequenz
  • Unterschiedliche Materialien können in einem Laminat kombiniert werden: isotrope, kubische, transversal isotrope und orthotrope Materialien
  • Immersion in Fluide (Dämpfung durch Energieabgabe): Platten und Stäbe können von Fluiden umgeben sein und Rohre können mit Fluiden gefüllt und umgeben sein
  • Viskoelastizität (Materialdämpfung)
  • Polare Dispersionsdiagramme: Phasengeschwindigkeit, Energiegeschwindigkeit, Laufzeit, Koinzidenzwinkel, Wellenlänge und Wellenzahl vs Ausbreitungsrichtung
  • Signal Simulator: Zeit- und Frequenzantwort einzelner oder mehrerer geführter Wellen nach Zurücklegen einer bestimmten Strecke in einem Wellenleiter
  • Durch-Dicke Modenform: Verschiebung, Spannung, Dehnung, Energiedichte und Leistungsflussdichte
  • 2D-Animation der Modenform
  • Elastische Wellenausbreitung in Volumenmaterial: 2D- und 3D-Phasengeschwindigkeit, Gruppengeschwindigkeit, Langsamkeit, Polarisation und Energieablenkung
  • Brechung elastischer Wellen an der Grenzfläche zwischen Fluiden und Festkörpern: 2D- und 3D-Darstellung; reflektierte und transmittierte Energiestreuungskoeffizienten vs Einfallswinkel
  • Homogenisierter Steifigkeitstensor multilagiger, anisotroper Laminate
  • Materialeditor: Eingabe von reellen und komplexen Ingenieurskonstanten und Steifigkeitstensorkomponenten
  • Export von Grafiken
  • Export der Dispersionskurven- und Modenformendaten als Excel-, Txt- und Mat-Dateien

Besondere Features:

  • DC kann Laminate mit mehreren Hundert Lagen berechnen
  • DC kann die verschiedenen Modenfamilien unterscheiden, wie symmetrische, antisymmetrische und asymmetrische Lamb-, horizontale Scher- und Scholtewellen
  • Viele Jahre kontinuierlicher Überarbeitung ermöglichen ein schnelles und robustes Berechnen von Dispersionskurven

Runterladen und Benutzung des DC:

Besuchen Sie GitHub (siehe Link unten) und wählen Sie das neueste Release auf der rechten Seite.

  • Laden Sie entweder “DC_vXY_Installer.exe”, um DC als Stand-alone zu installieren (MATLAB nicht benötigt)
  • Oder laden Sie “Source code” herunter (MATLAB und Curve Fitting Toolbox benötigt)

Weitere Installationshinweise finden Sie auf GitHub.

Weiterführende Informationen & Links

Kontakt

Dr. Armin Huber

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie
Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie
Am Technologiezentrum 4, 86159 Augsburg