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Ultraschall-Winkelprüfsysteme werden für die zerstörungsfreie Prüfung von festen Objekten, wie Metallrohren, verwendet. Sie sind besonders nützlich für die Erkennung von Fehlern in und um Schweißbereiche, wie Poren, kleine Risse oder fehlende Verschmelzung. Die zerstörungsfreie Prüfung mit Winkelstrahlen wird häufig dort eingesetzt, wo die Prüfung mit geraden Strahlen nicht ausreicht, um Defekte aufzuspüren, zum Beispiel wenn die Risse vertikal und dünn sind und daher aufgrund der geringen Reflexion nicht erkannt werden können. Das Funktionsprinzip der zerstörungsfreien Prüfung mit Winkelprüfkopf besteht in der Umwandlung einer vom Wandler gesendeten Longitudinalwelle (Druckwelle) in eine gebrochene Scherwelle (Transversalwelle) in der Probe. Die Scherwelle wird dann von den Fehlern in der Probe reflektiert. Im Vergleich zu Longitudinalwellen haben Scherwellen eine geringere Dämpfung und eine kürzere Wellenlänge, so dass sie in der Lage sind, kleinere Defekte zu erkennen.

In diesem Tutorial wird das Physik-Interface Elastic Waves, Time Explicit zur Modellierung der Wellenausbreitung in linear elastischen Medien verwendet. Das Interface löst die lineare elastische Wellengleichung in der Geschwindigkeits-Dehnungs-Form mithilfe der diskontinuierlichen Galerkin-Finite-Elemente-Methode (dG-FEM) und einem expliziten Zeitintegrationsschema. Dieser Ansatz eignet sich gut für die Lösung umfangreicher transienter Probleme. Der piezoelektrische Teil des Wandlers wird mit der Multiphysikfunktion Piezoelectric Effect, Time Explicit modelliert, die die Physik-Interfaces Elastic Waves, Time Explicit und Electrostatics verbindet. Das Modell nutzt die Vorteile einer Geometriebaugruppe und eines nicht konformen Netzes.