آزمون فراصوتی یک روش غیر مخرب پرکاربرد برای تعیین خواص مکانیکی و متالورژیکی مواد است. در این روش، سرعت و یا ضریب استهلاک امواج فراصوتی اندازه‌گیری می‌شوند و دقت اندازه‌گیری آنها بسیار مهم است. در این مقاله، تغییرات سرعت امواج فراصوتی طولی حجمی در حضور یک گرادیان‌ حرارتی و با فرض توزیع دمای خطی به دو روش تئوری و عددی بر اساس یک مدل دو بعدی مورد بررسی قرار می‌گیرد. اثر گرادیان دما و دو پارامتر طول قطعه و دمای سطح گرم قطعه به عنوان پارامترهای تعیین کننده‌ی اثر گرادیان درجه حرارت بر روی سرعت موج فراصوتی مورد مطالعه قرار می‌گیرد. جهت انجام مطالعات تئوری، معادله‌ای جدید برای اولین بار برای این مسئله ارائه می‌شود. جنس قطعه مورد مطالعه فولاد st37‌ است. جهت ارزیابی معادله‌ی بدست آمده ابتدا دماهای دو سطح بالایی و پایینی قطعه ثابت فرض می‌شود و اثر تغییرات طول قطعه در بازه m 0.1-0.05 بر روی سرعت امواج فراصوتی بررسی می‌شود. سپس اثر تغییرات دمای قسمت گرم قطعه با فرض ثابت بودن طول قطعه و دمای سطح بالایی، در محدوده دمایی K 998- 398 بررسی می‌شود. مدل‌سازی عددی این مسئله در نرم‌افزار اجزای محدود ANSYS انجام شده است. نتایج حاصل از مدل تئوری با نتایج حاصل از مدل عددی اجزا محدود مقایسه و تطابق بسیار خوبی بین آنها مشاهده شده است.

واژه‌های کلیدی: موج فراصوتی طولی، گرادیان حرارتی، روش تئوری، روش اجزا محدود

متن کامل [PDF 358 kb]   (5460 دریافت)