آشکارسازی سلامت سازه براساس تحلیل انتشار امواج الاستیک

آشکارسازی سلامت سازه های هوافضایی در حین سرویس دهی آنها اهمیت زیادی دارد تا علاوه بر کاهش احتمال حوادث ناشی از شکست سازه و افزایش قابلیت اطمینان، زمان بازرسی تجهیزات کاهش یابد. ایجاد امواج الاستیک در سازه با استفاده از مبدل های پیزوالکتریک و بررسی نحو? انتشار آنها در سازه یکی از روش هایی است که بدون نیاز به جداسازی قطعات از تجهیزات می تواند موقعیت عیوب احتمالی در آنها را شناسایی کند. در این تحقیق امواج الاستیک با استفاده از روش اجزای محدود در سازه ای ایجاد می شود که به سطوح خارجی آن مبدل های پیزوالکتریک متصل شده است و این روش برای شناسایی عیوب هندسی و ترک های سازه براساس نحو? انتشار امواج الاستیک استفاده می شود. مبدل پیزوالکتریک به صورت ماده ناهمسانگرد الاستیک خطی در نظر گرفته شده است که پاسخ آن براساس برهم کنش میدان تغییر شکل مکانیکی و میدان الکتریکی تعیین می شود. تحریک مبدل پیزوالکتریک دو دسته امواج لم متقارن و پادمتقارن ایجاد می کند که با سرعت مختلف در سازه منتشر می شود. ترک های سازه مطابق با شرایط واقعی به صورت ناپیوستگی هایی شبیه سازی می شود که سطوح ناپیوسته در اثر عبور امواج لم از یکدیگر می توانند جدا شوند یا بر روی یکدیگر می لغزد ولی از نفوذ سطوح ناپیوسته جلوگیری می شود. عملکرد این روش برای شناسایی عیوب هندسی مختلف با استفاده از مدل کرنش صفحه ای، مدل تک لای? معادل و مدل سه بعدی بررسی می شود و ترک های عرضی سطحی و زیر سطحی و ترک های طولی با ابعاد مختلف برای شبیه سازی پدید? جدایش بین لایه ای بررسی می شود. آرایشی از مبدل های پیزوالکتریک برای تعیین موقعیت هندسی عیوب در ورق استفاده می شود. نتایج این تحلیل نشان می دهد امواج لم ایجادشده نسبت به این عیوب بسیار حساس بوده و از انعکاس های آنها می توان با دقت مناسبی موقعیت عیوب سطحی و زیر سطحی سازه را تعیین کرد. کلیه پارامترهای موثر بر عملکرد این روش آشکارسازی سلامت سازه تحلیل می شود و مقدار بهینه آنها براساس هندسه و خواص سازه و مبدل های پیزوالکتریک تعیین می شود.