تحليل عددي و شبيه سازي پديده ترموسونيك به منظور شناسايي ترك هاي سطحي در فلزات

كارشناسي ارشد

پديده ترموسونيك يك آزمون غيرمخرب جهت شناسايي عيوب سطحي و زيرسطحي در قطعات مختلف صنعتي با هندسه¬هاي مختلف مي¬باشد. در اين روش نمونه ابتدا تحت اثر يك منبع خارجي (امواج التراسونيك) به ارتعاش در مي¬آيد، كه در صورت وجود ترك در قطعه، صفحات ترك به روي هم ساييده شده و انرژي ارتعاشي به صورت انرژي حرارتي در ناحيه ترك تلف مي¬شود. اين اتلاف حرارت در ناحيه ترك توسط يك دوربين مادون قرمز شناسايي شده و در نتيجه مي¬توان به طور تخميني محل و اندازه ترك را در نمونه مشخص كرد. آزمون ترموسونيك با وجود قابليت اجراي ساده در كشف عيوب، به دليل ايجاد ارتعاشات غيرقابل تجديد و غيرقابل كنترل در نمونه در حين آزمون، هنوز به يك آزمون غيرمخرب معتبر و قابل اطمينان جهت بازرسي قطعات صنعتي به طريق انبوه تبديل نشده است. بنابراين در اين پژوهش، هدف بهبود آزمون ترموسونيك به منظور شناسايي ترك¬هاي سطحي در فلزات، جهت تبديل به يك آزمون غيرمخرب رايج در صنعت مي¬باشد. به اين منظور، تاثير پارامترهايي نظير دامنه و فركانس منبع تحريك خارجي بر روي نتايج مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه اين پارامترها در ميزان اتلاف حرارتي در ناحيه ترك بسيار تاثيرگذار بوده¬اند. همچنين از الگوريتمي استفاده شد كه به كمك آن مي¬توان اتلاف حرارتي صورت گرفته در ناحيه ترك را پيش¬بيني نمود. عملكرد اين الگوريتم ارائه شده بر اساس سه عامل ميرايي ترك، دامنه كرنش-هاي ارتعاشي و تعداد سيكل¬هاي ارتعاشي صورت گرفته در ناحيه ترك، جهت تخمين اتلاف انرژي ارتعاشي بوده است. بررسي¬هاي صورت گرفته نشان داد كه نتايج به دست آمده از اين الگوريتم تا حدود زيادي با نتايج حاصل از حل المان محدود و نتايج آزمايشگاهي صورت گرفته در پژوهش¬هاي ديگر همخواني داشت. به عبارتي ديگر اين الگوريتم قادر بوده است، تا حداقل قدرت ارتعاشي لازم جهت شناسايي ترك با مشخصات و اندازه معين را پيش¬بيني كرده، و در تاييد قابليت اطمينان آزمون ترموسونيك و تبديل آن به يك آزمون غير مخرب رايج در صنعت، بسيار تاثيرگذار باشد. كلمات كليدي: آزمون¬هاي غيرمخرب- ترموسونيك- دوربين مادون قرمز- ميرايي ترك- اتلاف حرارتي

183249

دانشگاه علم و صنعت ايران

مكانيك - طراحي كاربردي (جامدات)

دكتر محمد رياحي