طراحی و مدلسازی آزمون فراصوت آرایه فازی و شبیه سازی انتشار دسته پرتو امواج فراصوتی در ورق فلزی به کمک نرم افزار اجزای محدود آباکوس

محورهای موضوعی : انتقال ارتعاشات

شهرام یاره یی ¹

1 - باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان

تاریخ دریافت : 1397/01/20 تاریخ پذیرش : 1397/03/25 تاریخ انتشار : 1397/05/15

کلید واژه: تاخیر زمانی, روش اجزا محدود, آزمون فراصوت, پروب آرایه فازی, آرایش خطی المان ها, شبیه سازی انتشار موج,

چکیده مقاله :

از روش های نوین آزمون و ارزیابی های غیرمخـرب فراصـوتی، استفـاده از پروب هـایی با چند المان تحریـک پذیر جهت انتشار امواج در ماده می باشـد. پروب آرایه فازی خطی، نوعی از پروب های آرایه فازی است که چینش المان ها در آن به طور ردیفی در امتداد یک خط می باشد. در این پژوهش، ضمن معرفی آزمون های غیرمخرب فراصوت آرایه فازی، با ارائه ی ملاحضات حل معادله موج به کمک اجزا محدود و با استفاده از نرم افزار آباکوس، آزمون فراصوت آرایه فازی با یک پروب 8 المانی خطی مدلسازی می شود. انتشار دسته پرتو امواج فراصوتی در نمونه به دو صورت مستقیم و مورب شبیه سازی خواهد شد که اساس پایش مستقیم و قطاعی هستند. از مهمترین نکاتی که باید در شبیه سازی انتشار دسته پرتو امواج فراصوت با المان های متعدد لحاظ شود، اعمال تاخیر زمانی تحریک هر المان با توجه به جهت انتشار موج می باشد. در این مقاله به نحوه ی محاسبه ی تاخیرهای زمانی اشاره می شود. جهت راستی آزمایی نتایج آباکوس، بخشی به عنوان صحت سنجی در این مقاله ارائه می شود. استفاده از روش اجزا محدود و نتایج آن علاوه بر بهبود درک مفاهیم آزمون فراصوت آرایه فازی، طراحی آزمون با فرض شرایط مختلف که در نتیجه ی آزمون تاثیر گـذار می باشند، با صرف حداقل هزینه و زمان ممکن می شود.

چکیده انگلیسی:

Ultrasonic Phased Arrays are an emerging technology in nondestructive testing and evaluation. The type of linear phased array probe is a prevailing type in which elements are placed side by side and longitudinally. In this paper ultrasonic phased array testing (UPAT) is introduce and in order to modeling and design UPAT consideration of wave equation solution by Finite Element is proposed. ABAQUS 6.14 is used as finite element software. Wave propagation in two form is simulated, straight and inclined. Direct and sectorial scanning is based on these forms of waves propagation. Time delay is the most important issue that should be considered in UPAT modeling. Results of simulation is verified by comparing previous research in UT field. Finally, results in additional to proposed the obvious view of UPAT, it's so useful for properly design probes and defect detection UPAT devices. Using finite element methods in this field is cost and time effective.