مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تعیین پارامترهای مناسب منبع تولید موج لمب با اتلاف کم برای بازرسی اتصالات چسبی سه لایه

نویسندگان
1 دانشجوی دکترا مهندسی مکانیک/دانشگاه شهید چمران
2 استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز
3 استادیار، گروه مهندسی بازرسی فنی و ایمنی، دانشکده نفت آبادان، دانشگاه صنعت نفت
4 استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران، اهواز
چکیده
در این مقاله مودهای قابل انتشار در یک اتصال چسبی سه لایه هم بدون در نظر گرفتن تأثیر منبع تولید موج و هم با در نظر گرفتن تأثیر منبع، مورد بررسی قرار گرفته و مشخص می شود که کدام یک از مودهای قابل انتشار دارای اتلاف کمتری هستند. ابتدا انتشار موج لمب در اتصالات چسبی با استفاده از روش ماتریس کلی بررسی می شود و معادله مشخصه با اعمال شرایط مرزی و پیوستگی که شامل شرایط مرزی بدون تنش در سطوح خارجی اتصال و پیوستگی بین لایه ها می باشد استخراج می شود. نمودارهای تجزیه سرعت فاز و اتلاف بر حسب فرکانس با حل عددی معادله مشخصه بدست می آید. سپس تاثیر منبع بر روی میدان موج در اتصالات چسبی با استفاده از روش بسط مودهای نرمال بررسی می شود. همچنین نمودارهای جریان توان متوسط مود تحریک شده با اتلاف کم و درصد انرژی آن مود نسبت به انرژی کل موج لمب بر حسب پارامترهای منبع در یک فرکانس مشخص بدست می آید. این نتایج برای تعیین پارامترهای مناسب منبع، جهت تولید مود موج لمب با اتلاف کم در یک فرکانس مشخص مورد استفاده است. در نهایت شبیه سازی اجزاء محدود تولید موج لمب برای مقایسه با نتایج روش بسط مودهای نرمال انجام می شود. نتایج نشان می دهند که برای تولید مود M3 با اتلاف کم در اتصال چسبی سه لایه آلومینیوم – اپوکسی - آلومینیوم در فرکانس 25/0 مگاهرتز زاویه گوه مناسب 16 درجه و پهنای ترنسدیوسر مناسب 20 میلیمتر می باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Suitable parameters determination of lamb wave generation source with low-attenuation for three-layer adhesive joints inspection

نویسندگان English

Pezhman Taghipour Birgani 1
Khosro Naderan Tahan 2
Sina Sodagar 3
Mohammad Shishesaz 4
1 ‍Ph.D. Student/Shahid Chamran University
3 Assistant Professor-Department of Technical Inspection Engineering, Abadan Institute of Technology, Petroleum University of Technology, Ahvaz, Iran
4 Professor-Department of Mechanical Engineering, Shahid Chamran University, Ahvaz, Iran
چکیده English

In this paper, Propagated modes in a three-layer adhesive joint are investigated regardless of wave generation source influence and also by taking into consideration it and low-attenuation modes are determined. In the beginning, lamb wave propagation in the adhesive joints is investigated using global matrix method and characteristic equation is derived by applying continuity and boundary conditions which are included traction-free boundary conditions on outer surfaces of the joints and continuity between layers. Phased velocity and attenuation dispersion curves in terms of frequency are obtained by numerical solution of the characteristic equation. Then, the source influence on wave field is investigated using normal mode expansion method. Average power flow of low-attenuation excited mode and its energy percent to the lamb wave total energy curves in terms of source parameters for specific frequency are obtained. These results are used to determine the suitable parameters of the source which are used to generate low-attenuation lamb wave mode. Finally, finite element simulation of lamb wave generation is performed to compare with the results of normal modes expansion method. The results indicate to generate M3 mode with low-attenuation level in the three-layer adhesive joint aluminium-epoxy-aluminium at frequency 0.25 MHz, suitable wedge angle is 16 degree and suitable transducer width is 20 mm.

کلیدواژه‌ها English

Wave Generation Source
Angle Beam
Three-Layer Adhesive Joints
Low-Attenuation Lamb Wave
Normal Modes Expansion Method