مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

پراکندگی چندگانه امواج فراصوتی از استوانه های همسانگرد عرضی جاسازی شده در ماتریس جامد ویسکوالاستیک

نویسندگان
1 دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
2 دانشکده مکانیک دانشگاه خواجه نصیر- دانشجو
چکیده
در این مقاله، تحلیل کاملی از پراکندگی چندگانه امواج الاستیک در مواد مرکب فیبری تک جهته تحت تابش قائم و مایل امواج طولی و عرضی با در نظر گرفتن اثرات میرایی در ماده زمینه و در نظر گرفتن استوانه ها به صورت همسانگرد و همسانگرد عرضی ارائه شده است. حل این مساله در بازرسی فراصوتی مواد مرکب فیبری و به طور خاص مواد مرکب با ماده زمینه پلیمری کاربرد دارد. بدین منظور با بسط تئوری پراکندگی امواج فراصوتی از تک استوانه، معادلات پراکندگی چندگانه در محیط ویسکوالاستیک با درنظر گرفتن هر سه نوع موج طولی، عرضی با پلاریزاسیون افقی و عرضی با پلاریزاسیون عمودی ارائه می شود. در روش حاضر، موج تابش با هر زاویه فضایی دلخواه قابل تحلیل است و موج پراکنده شده نیز در هر نقطه دلخواه فضایی قابل محاسبه است. شایان ذکر است در روش ارائه شده در این مقاله محدودیتی در انتخاب تعداد استوانه‌ها و یا مرتبه پراکندگی وجود ندارد و پراکندگی تا هر مرتبه دلخواه قابل محاسبه است. به منظور اعتبارسنجی نتایج تئوری، با توجه به در دسترس نبودن تحلیل تئوری یا تجربی مشابه، با ساخت یک قطعه و انجام آزمایش، نتایج تئوری با نتایج آزمایش مقایسه و تطابق خوبی بین فرکانس‌های رزونانس بدست آمده از تئوری و آزمایش مشاهده شد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Multiple Scattering of an Acoustic Wave from Fibers Encased in a Solid Viscoelastic Medium

نویسندگان English

Farhang Honarvar 1
ali taheri 2
چکیده English

In this paper, the multiple scattering of obliquely incident elastic waves from fibers encased in a solid viscoelastic medium is studied. This problem has applications in ultrasonic nondestructive testing of composite materials. The fibers could be either isotropic or transversely isotropic. Based on the existing theory of elastic wave scattering from a single fiber, a mathematical model for multiple scattering of elastic waves from a number of parallel fibers embedded in a viscoelastic matrix is derived. This model incorporates all three kinds of longitudinal, horizontally polarized shear, and vertically polarized shear waves. The incident wave angle is arbitrarily chosen and the receiver can be considered to be at any desired location in space. The model is capable of handling any order of scattering from any number of cylinders. To validate the numerical results, a number of experiments were conducted on steel cylinders embedded in a polymeric block. With the aid of an ultrasonic probe, the scattered field was measured and analyzed. Comparing the analytical and experimental results, good agreement was observed between resonance frequencies observed in experiments and mathematical model

کلیدواژه‌ها English

Multiple scattering
Fiber reinforced composite
Transversely isotropic fiber
Viscoelastic material