امروزه مکانیک شکست و بخصوص انرژی ناشی از رشد ترک متعاقبا بازرسی دقیق و سریع سازه ها اهمیت قابل توجهی در صنعت پیدا نموده است. در میان روشهای بازرسی غیرمخرب تکنیک آکوستیک امیشن در سالهای اخیر به یک روش استاندارد و مطمین آزمون غیرمخرب مبدل گشته است که بصورت آزاد شدن امواج الاستیک گذرا در جامدات در اثر توزیع محلی سریع تنش ها که همراه با مکانیزمهای تخریب است تعریف می شود. در این پروژه معیارهای مختلف جهت بررسی و مدل سازی رشد ترک از جمله معیار انرژی رشد ترک با استفاده از مکانیک شکست الاستیک خطی ارایه شده است و با استفاده از نرم افزار عمومی المان محدود abaqus رشد ترک نمونه های پروژه مدل سازی شده اند و متغیرهای ناحیه نوک ترک به ویژه میزان انرژی ناشی از رشد ترک (انتگرال j) بدست آمده است. با توجه به ویژگیهای پدیده آکوستیک امیشن و نیز نحوه کاربرد آن در مکانیک شکست یک سیستم آزمایشگاهی برای بررسی انرژی ناشی از رشد ترک به وسیله سیگنال ae در نمونه های تست استاندارد از جنسهای st12all050ck45ck75و stainless 304 که توسط دستگاه خستگی از پیش ترک خورده به شیوه i بارگذاری شده اند طراحی شده است. بعد نمونه ها بر روی دستگاه کشش قرار داده شده و حسگر ae نیز بر روی نمونه ها و در مکان مشخص نصب شده و سیستم ae تنظیم گشت در نهایت نمونه ها تا حد معینی جهت رشد ترک کشیده می شوند. سیگنال های آکوستیکی ناشی از فعالیت ماده ارسال شده از حسگر توسط نرم افزار aewin(pci-2) دریافت تحلیل و ضبط گردید. براساس اطلاعات آکوستیکی جمع آوری شده نمودارهای مختلفی برای هر نمونه رسم شد و در انتها به مقایسه و بررسی سیگنالهای ae ثبت شده پارامترهای آکوستیکی تعریف شده (به ویرژه انرژی) و مقادیر انرژی بدست آمده از شبیه سازی رشد ترک پرداخته شده است که با توجه به روابط بدست آمده می توان در تحلیل مسایل رشد ترک با استفاده از تکنیک آکوستیک امیشن انرژی ناشی از رشد ترک را با تقریب خوبی اندازه گیری نمود.

تنش های پس ماند در بسیاری از سازه ها و قطعات تولیدی به جود می آیند. پژوهش های بسیاری در خصوص چنین پدیده ای صورت گرفته تا تاثیر آن را بر روی خواص مکانیکی قطعات مطالعه کنند. در طول زمان روش های مختلفی توسعه یافته اند تا تنش های پس ماند را در قطعات مختلف و با ارزیابی مطمئن به دست آورند. اندازه گیری های غیرمخرب تنش باقی مانده جهت بهینه سازی طراحی سازه ها و کنترل استحکام مکانیکی آن ها بسیار مهم است. متاسفانه روش مطمئنی که بدون تخریب بتواند نتیجه کاملاً راضی-کننده ای در نمایش تنش های داخلی جوش ارایه دهد، وجود ندارد. نوع ماده، هندسه، کیفیت سطح، هزینه و دقت اندازه گیری برخی از پارامترهایی هستند که باید در انتخاب یک روش استاندارد لحاظ شوند. از این رو توسعه روش هایی مانند پراش اشعه x ، کرنش-سنجی سوراخ کاری و امواج فراصوت اجتناب ناپذیر است. اندازه گیری تنش توسط امواج فراصوتی روشی غیرمخرب، آسان و به نسبت قابل قبولی ارزان است که اخیراً در تعدادی از کاربردهای صنعتی رواج یافته است. روش فراصوت یکی از اقتصادی ترین روش های اندازه گیری است که می توان از آن در محیط های صنعتی بهره برد. این روش در مقایسه با دیگر روش های غیر مخرب نظیر پراش اشعه x و پراش اشعه نوترون بسیار سریعتر است و در عین حال نیازی به آزمایشگاه پیشرفته ندارد. اخیراً استفاده از موج طولی شکست یافته بحرانی در مقالات بسیاری به عنوان روش اندازه گیری تنش های باقی مانده مورد پژوهش قرار گرفته است. در این پروژه پس از مطالعه تئوری، روش اندازه گیری موج طولی شکست یافته بحرانی در مقاطع جوش تخت اعمال می شود. رهیافت تاگوچی به عنوان روش طراحی آزمایش آماری جهت بهینه سازی چهار پارامتر جوش پالسی در کمینه نمودن تنش های پس ماند طولی در فولاد 304 زنگ نزن آستنیتی به کار گرفته شده است. این پارامترها جریان پالس، جریان زمینه، درصد زمان پالس و فرکانس پالس هستند که در سه سطح مختلف و تحت آرایه متعامد l9 تاگوچی به کار می روند. پس از جوش کاری و اندازه گیری تنش با روش موج طولی شکست یافته بحرانی ، تنش های بیشینه در خط مرکزی مقاطع جوش گزارش شدند. این تنش های بیشینه کششی نسبت مستقیمی با گرمای ورودی قوس جوش داشتند. بنابراین مشخص شد که حرارت ورودی معیار مهمی در تحلیل تنش های پس-ماند است. تحلیل واریانس بر روی داده های اندازه گیری شده حاصل از نرخ های سیگنال به نویز انجام گرفته است. شرایط بهینه به دست آمده در کمترین سطح جریان پالس، جریان زمینه و درصد زمان پالس به دست آمد در حالی بیشترین سطح فرکانس باید منظور شود. با توجه به نتایج حاصل از تحلیل تاگوچی در این پایان نامه، جریان زمینه موثرترین پارامتر در تنش های پس ماند شناخته شده است. جریان پالس عامل مهم بعدی بوده و درصد زمان پالس هم در جایگاه سوم قرار دارد. فرکانس پالس نیز آخرین پارامتر موثر بوده است. میانگین این درصدها برای جریان زمینه، جریان پالس، درصد زمان پالس و فرکانس پالس در ارتفاع های اندازه گیری شده 5/1 و 3 میلیمتر از سطح به ترتیب 57% ، 29% ، 7/17% و 6/1% هستند. در نتیجه روش تاگوچی به عنوان روش پیشنهادی برای به دست آوردن شرایط بهینه در چنین مطالعاتی توصیه می شود

از میان روشهای تست غیر مخرب، در سال های اخیر تست عیب یابی بر اساس خواص مودال به علت دقت و حساسیت بالای آن نسبت به سایر تست های غیر مخرب، بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. در تحقیق حاضر، هدف تشخیص عیب در یک مخزن تحت فشار با استفاده از خواص مودال می باشد. اساس کلی روش عیب یابی بر اساس خواص مودال, بر این اصل استوار است که عیب حادث شده در سازه، باعث ایجاد تغییر در خواص مودال سازه نظیر فرکانس طبیعی، شکل مود و میرایی، نسبت به حالت بدون عیب می شود. با مقایسه این تغییرات در دو حالت سالم و معیوب می توان محل عیب را شناسایی کرد. در آزمایشهای عملی به منظور عیب یابی، از روشهایی استفاده شده است که بر اساس گزارشها بیشترین درصد موفقیت را داشته اند. در نهایت نیز مشخص شد، روش انحنای frf به عنوان قابل اطمینان ترین روش جهت فرآیند عیب یابی می باشد. بطوریکه با استفاده از روش یاد شده محل عیب بخوبی تشخیص داده شد. همچنین در تحقیق حاضر یک روش جدید برای استخراج خواص مودال مخزن تحت فشار ارایه شده است که با نتایج بدست آمده از انجام آزمایشات تجربی و حل المان محدود از نظر مقادیر فرکانسی و شکل مودها، همخوانی بسیار خوبی دارد.

قابلیت استفاده از روش آکوستیک امیشن برای پایش فرآیندهای اصطکاکی به عنوان روشی تکمیلی در کنار سایر روشها مانند نیروسنجی توسط محققان متعددی مورد تأیید قرار گرفته است. در این پروژه به بررسی دقیق تر پدیده های اصطکاکی به کمک آکوستیک امیشن پرداخته می شود. شرایط تولید سیگنال های آکوستیک امیشن در شکل دهی ورق های فلزی از جمله مواردی است که مورد بررسی قرار گرفته است. برای انجام آزمایشات، سه مجموعه آزمایش تحت عناوین پین روی دیکس، شبیه سازی اصطکاک ورق گیر و شبیه سازی اصطکاک شعاع سنبه قالب کشش عمیق طراحی و تجهیزات مربوط ساخته شد. سرعت حرکت نسبی زیاد بین ورق و قالب و پاک شدن فیلم روغن از عوامل بسیار موثر در تولید سیگنال آکوستیک امیشن می باشند. از طرفی این عوامل شرایط را برای آسیب سطوح قالب و ورق از طریق جوش سرد با پدیده گالینگ آماده می کنند که هنگام وقوع این پدیده سیگنال هایی با دامنه نسبی بسیار بالا مشاهده می شود. تأثیر تغییر سرعت و فشار تماس بین سطوح روی سیگنال های آکوستیک امیشن با مقایسه پارامترهای سیگنال آکوستیک امیشن مانند استمرار موج و نیز تحلیل چگالی احتمال دامنه سیگنال های آکوستیک امیشن، بررسی شده است. یافته های این تحقیق نشان می دهد که آکوستیک امیشن تحت تأثیر سرعت نسبی، وضعیت روانکاری، فشار تماس سطوح و جنس ورق قرار می گیرد. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که می توان از روش آکوستیک امیشن برای مونیتور کردن و بررسی گالینگ در قالب های شکل دهی ورق های فلزی به ویژه ورق های فولاد ضد زنگ و تریبوتسترهای مربوط استفاده نمود.

کارکرد مناسب و مطمین یک قطعه کار فرزکاری شده در سیستم به شدت به شرایط سطحی آن بستگی دارد زیرا سطح ماشین کاری شده خوب باعث افزایش مقاومت شکست، مقاومت خوردگی و عمر خزش آن می گردد. یکی از مشخصات مهم سطحی قطعه کار تنش پسماند می باشد. تنش پسماند در قطعات و اجزاء مکانیکی به تنشی گفته می شود که حتی بعد از برداشتن نیروهای خارجی در درون قطعه باقی می ماند. سالانه هزینه های زیادی صرف تنش گیری قطعات مختلف می گردد. بدون اینکه قبل از عملیات از میزان تنش و مفید یا مضر بودن آن اطلاعی در دست باشد. بعد از عملیات نیز چنین اطلاعی در دست نیست و نمی توان عمر قطعه کار را پیش بینی کرد. بنابر این اندازه گیری تنش پسماند با یک روش پیشرفته و دقیق ضروری می باشد. اصلی ترین عامل ایجاد تنش پسماند در قطعه مراحل تولید آن است .یکی از مسایل مهم در فرزکاری انتخاب پارامترهای مناسب ماشین کاری برای کاهش تنش پسماند می باشد بنابراین دانستن ارتباط این پارامترها با تنش پسماند ضروری به نظرمی رسد. در این تحقیق به یررسی تاثیر پارامترهای سرعت برشی، سرعت پیشروی و عمق برش بر روی تنش پسماند پرداخته شد. در این تحقیق 25 نمونه از فولاد spk2080 در اندازه mm30*40 و به طول mm50 تهیه گردید. هر نمونه توسط فیکسچر مناسب بر روی میز دستگاه فرز قرار گرفت. 5 حالت مختلف یرای پارامترهای ورودی ( سرعت برشی، سرعت پیشروی و عمق برش) در نظر گرفته شد. طرح آزمایشات توسط نرم افزار minitab و با استفاده از روش تاکوچی انجام شد. بعد از آماده سازی نمونه ها عملیات آنیل بر روی آن ها انجام گرفت تا نمونه ها قبل از عملیات ماشین کاری عیبی نداشته باشند. دو تا از این نمونه ها برای کالیبراسیون دستگاه eddy current مورد استفاده قرار گرفتند. نمونه ها در حالت های مختلفی که از روش تاکوچی بدست آمده بود ماشین کاری گردیدند. نمونه ها زیر دستگاه e.c قرار گرفته و نتایج بدست آمده با منحنی های کالیبراسیون مقایسه گردید و داده های مربوط به تنش پسماند از آن استخراج شد. این نتایج به نرم افزار minitab انتقال داده شده و این نرم افزار عمل آنالیز داده ها را انجام داد و منحنی های تنش پسماند در مقابل عمق برش، سرعت برشی و سرعت پیشروی توسط نرم افزار رسم گردید. یک مدل ریاضی برای ارتباط دادن پارامترهای ورودی و خروجی مورد استفاده قرار گرفت و عملیات رگرسیون بر روی این مدل انجام گرفته و منحنی های مربوطه رسم گردید. سه تا از نمونه ها توسط روش hole drilling strain gauge مورد بازرسی قرار گرفت و نتایج بدست آمده تطبیق مناسبی با نتایج روش eddy current نشان می دهد.

تحلیل تنش در صفحه بینهایت و باریکه تضعیف شده با تعدادی ترک وحفره تحت بار دینامیکی پاد صفحه ای هارمونیک در این رساله انجام می گردد. رفتار محیط الاستیک خطی است و سطوح ترکها و حفره ها هموار در نظر گرفته شده اند. مولفه های تنش دارای تکینگی از نوع معکوس جذر فاصله تا نوک ترک هستند و حفره ترک منحنی بسته ولی بدون تکینگی می باشد. یکی از روش های کارا در حل مسایل محیط های تضعیف شده با مجموعه ای از ترکها، استفاده از حل نابجایی است. در این روش باید ابتدا حل نابجایی را در منطقه بدست آورد که این قسمت مشکل ترین مرحله تحلیل است. برای صفحه بینهایت حل نابجایی با استفاده از تبدیل فوریه بدست می آید و برای باریکه و نیم صفحه که حالت خاص باریکه است. با استفاده از روش تصویر و قرار دادن نابجایی در نقاط مناسب می توان حل نابجایی را بدست آورد. با داشتن این حل معادلات انتگرالی توزیع نابجایی روی ترک ها تعیین می شود. این معادلات دارای تکینگی از نوع کوشی هستند. همچنین کرنل آنها بصورت انتگرال روی خط نیمه بینهایت است. این انتگرالها باید بگونه ای تنظیم شوند که با بزرگ شدن حد انتگرال انتگراند ها بسرعت بسمت صفر میل کنند. برای حل معادلات تکین از نوع کوشی روشهای تحلیلی و عددی متعددی وجود دارد. روشهای عددی ارایه شده در مراجع برای محیط حاوی یک نوع تضعیف کننده (تضعیف کننده با یک نوع تکینگی) قابل استفاده است. در این رساله برای حل مسایل شامل بیش از یک نوع تضعیف کننده (ترک و حفره) از یک روش عددی تعمیم یافته استفاده شده است. بعد از بدست آوردن توزیع نابجایی روی ترک ها می توان ضریب شدت تنش برای ترکها و تنش برشی محیطی روی حفره ها را بدست آورد. برای نشان دادن صحت روابط بدست آمده نتایج با منابع مختلفی مقایسه شده و تطابق خوبی مشاهده شده است. همچنین تعدادی مثال جدید هم ارایه شده اند. برای مسیله حفره ملاحظه شده است که محل شروع ترک بر روی تنش محیطی تاثیری ندارد که این نیز صحت تحلیل انجام شده را تایید می کند.

در این تحقیق، با توجه به مشکلات موجود در ردیابی نشت با استفاده از تکنیک آکوستیک امیشن و تشخیص موج حاصله از نشت، از نویز محیط و امواج حاصل شده از دیگر منابع آکوستیک امیشن و به منظور تعیین کردن مشخصه هایی برای شناسایی نشت مخازن گازی، رفتار موج پیوسته آکوستیک امیشن تولید شده با نازل های مختلف در ورق به عنوان منبع نشت مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، مجموعه ای از آزمایش ها در راستای برپاسازی حالات مختلف نشت صورت گرفته است. سعی شده است تا تاثیر پارامترهای نشت مثل نسبت فشار نشت، اندازه منفذ نشت و فاصله حسگر از محل نشت بر روی ویژگی های امواج آکوستیک امیشن مثل دامنه و فرکانس امواج به صورت تئوری و تجربی بررسی شوند. دو نمونه ورق نازک با ابعاد آزمایشگاهی و میدانی برای این بررسی ها انتخاب شدند. نتایج بدست آمده حاکی از وابستگی شدید دامنه و فرکانس امواج آکوستیک امیشن به پارامترهای نشت است. ولی با این حال می توان باند فرکانسی 100 تا 400 کیلوهرتز را برای نشت های ریز که معمولا از نظر محیط زیستی مهم هستند، در نظر گرفت. همچنین ویژگی های منحصر به فردی در نمودارهای پیک فرکانس نشت دیده شد که می توانند در صنعت برای تشخیص سیگنال نشت از دیگر پدیده ها کمک کنند. در پایان نیز نتایج آزمایشگاهی بدست آمده با تئوری های نویز های حاصل از جت مقایسه شدند و با توجه به این تئوری ها برای تمامی مشخصات طیفی نتایج آزمایش ها توجیهی آورده شد. در تمامی موارد تطابق خوبی بین نتایج تئوری و عملی وجود دارد.