بازرسی فراصوتی یکی از موثرترین روش های آزمون غیرمخرب جهت شناسایی عیوب قطعات به شمار می آید. برای کسب نتایج صحیح از آزمون فراصوتی، سیستم اندازه گیری فراصوتی باید در ابتدا کالیبره شود. بدین منظور می توان از بازتابنده های مبنا مانند سوراخ های جانبی(side-drilled holes) برای کالیبراسیون و ارزیابی کارایی سیستم فراصوتی استفاده کرد. با در دست داشتن یک مدل تئوری پیشبینی سیگنالهای دریافتی از یک بازتابنده مبنا، می توان عملکرد سیستم فراصوتی را از قبل پیش بینی نمود. در این پایان نامه سیگنال فراصوتی دریافتی از یک سوراخ جانبی توسط یک ترانسدیوسر زاویه ای مستطیلی مدلسازی شده است. برای مدلسازی سیستم بازرسی فراصوتی، ابتدا بایستی برای هر یک از سه بخش اصلی سیستم مدلی مناسب ارائه شود. این سه بخش عبارتند از: 1) میدان امواج فراصوتی در اطراف سوراخ جانبی، 2) تابع سیستم که شامل تمامی اجزاء الکتریکی و الکترومکانیکی سیستم است، و 3) میدان پراکندگی حاصل از عیب که در اثر برخورد امواج فراصوتی ارسالی با سوراخ جانبی بوجود می آید. برای مدلسازی میدان امواج فراصوتی از روش مدل پرتو چند-گوسی که به کمک آن می توان میدان امواج ارسالی از ترانسدیوسر مستطیلی زاویه ای را پس از عبور از سطح مشترک های انحنادار در اطراف سوراخ محاسبه نمود، استفاده شده است. جهت مدلسازی تابع سیستم از سیگنال دریافتی از سطح استوانه ای بلوک کالیبراسیون v1 استفاده شده و با استفاده از دکانولوشن سیگنال دریافتی و اعمال فیلتر وینر تابع تبدیل اجزایی همچون کابل، ترانسدیوسر، پالس ساز و گیرنده بدست آمده است. برای مدلسازی میدان پراکندگی امواج از عیب نیز از دو روش جداسازی متغیرها (separation of variables) و تقریب کرشهف (kirchhoff approximation) استفاده شده است. در تقریب کرشهف از فرضیاتی برای ساده سازی مسئله پراکندگی استفاده می شود، حال آنکه در روش جداسازی متغیرها، پاسخ مسئله پراکندگی به صورت دقیق بدست می آید. با استفاده از این سه مدل و روابط ریاضی موجود برای انتشار، عبور و بازتاب امواج فراصوتی، مدلی جامع برای پیش بینی سیگنال دریافتی ترانسدیوسرهای مستطیلی در سیستم اندازه گیری زاویه ای بدست آمده است. صحت مدل ارائه شده با انجام آزمایش مورد تایید قرار گرفته است .

مواد مرکب تقویت شده فیبری در سالهای اخیر بیش از پیش مورد توجه و استفاده قرار گرفته اند. محققان بسیاری تلاش نموده اند تا با مدلسازی رفتار این مواد بصورت شبکه ای از استوانه ها و شناسایی رفتار آنها در معرض تابش امواج صوتی به ارزیابی غیرمخرب و شناسایی خصوصیات این مواد بپردازند. پیچیدگی رفتار این شبکه ها در هنگام تابش امواج صوتی بدلیل پراکندگی امواج از هر یک از استوانه های شبکه و تاثیر میدان ناشی از هر استوانه بر سایر استوانه ها مدلسازی این رفتار را بسیار دشوار می سازد. در این پروژه با ارائه مدل های ریاضی جدیدی از پراکندگی چندگانه از شبکه ای از استوانه ها، امکان برخورداری و استفاده بیشتر از اطلاعات موجود در امواج پراکنده شده بمنظور ارزیابی این سازه ها فراهم شده است. مدل ریاضی جدید، که کاملتر از مدلهای قبلی است، در سه مرحله توسعه یافته و تکمیل شده است. در مرحله اول، مدل ریاضی موجود برای پراکندگی منفرد از یک استوانه همسانگرد عرضی غوطه ور و یا جاسازی شده در ماتریس جامد برای حالت تابش قائم بهبود یافته و با استفاده از آن، پراکندگی از استوانه های همسانگرد عرضی دولایه غوطه ور تحت تابش مایل مدلسازی شده است. در مرحله دوم، با استفاده از مدلهای بهبود و گسترش یافته در بخش اول، برای اولین بار تابش مایل در پراکندگی چندگانه از شبکه ای از پوسته های استوانه ای مدلسازی شده است. این مدل با استفاده از نتایج آزمایشگاهی ارائه شده در سایر مراجع و مشاهده پدیده تقسیم شدن رزونانسی صحت سنجی شده و پدیده تاثیر متقابل رزونانسی و علت ایجاد آن مورد تحلیل و مطالعه قرار گرفته است. سپس با مدلسازی پراکندگی چندگانه از شبکه ای از استوانه های همسانگرد عرضی دولایه غوطه ور در سیال، خصوصیت همسانگرد عرضی استوانه ها در پراکندگی چندگانه لحاظ شده است. بر خلاف مدل های ریاضی قبلی که در آنها موج فقط می تواند به صورت قائم به شبکه بتابد، در مدل جدید، تابش موج می تواند تحت هر زاویه دلخواهی انجام شود. این مدل با استفاده از نتایج آزمایشگاهی و نیز مقایسه با نتایج حاصل از مدلهای ساده تر صحت سنجی شده است. در ادامه، مدل ریاضی دیگری برای پراکندگی چندگانه از یک ماده مرکب فیبری که در آن فیبرها خصوصیات همسانگرد عرضی دارند، ارائه شده است. این مدل می تواند برای تابش مایل امواج عرضی sh و یا تابش عمود امواج طولی و یا عرضی sv در مسائل پراکندگی چندگانه شبکه های جاسازی شده در ماتریس جامد مورد استفاده قرار گیرد. این مدل نیز با استفاده از نتایج موجود برای مدلهای ساده تر و با بررسی حالتهای خاص تابش موج صحت سنجی شده است. پدیده سایه نمودن استوانه ها بر روی یکدیگر نیز در این مدلسازی مورد توجه قرار گرفته است. در مرحله سوم پروژه، یک روش آزمایشگاهی جدید بمنظور اندازه گیری و محاسبه طیف پراکندگی بازگشتی در مسائل پراکندگی منفرد و پراکندگی چندگانه ارائه شده است. در این روش، اشکالات روشهای پیشین در اندازه گیری محدوده پائین فرکانسی و عدم یکنواختی دامنه تابع فرم (form function) برطرف شده است که در نتیجه آن، طیف گسترده تری از تابع فرم با دامنه یکنواخت قابل اندازه گیری است. آزمایشات انجام شده با این روش و مقایسه نتایج آزمایشگاهی بدست آمده با نتایج مدلسازی های تئوری در مسائل پراکندگی و پراکندگی چندگانه، نشان می دهد که بیشترین میزان اختلاف مقادیر فرکانسهای تشدید در نتایج مدلهای ریاضی با نتایج آزمایشگاهی چهار درصد است که بیانگر انطباق مناسب نتایج آزمایش و تئوری است.

بدلیل اهمیت و گستردگی استفاده یاتاقانهای غلتشی در ماشین آلات صنعتی، عیبهای یاتاقان غلتشی بعنوان عامل رایجی در توقف ماشینهای دوار مطرح می باشندکه این عیب ها می توانند فاجعه آفرین باشند. لذا برای جلوگیری از این فاجعه نیازمند فرآیندی جهت شناسایی خطا و نیز تشخیص نوع خطا می باشیم. در این نوشتار هدف اصلی ارائه روش جدیدی برای تشخیص و شناسایی نوع عیب در یاتاقان غلتشی با استفاده از سیگنالهای حوزه زمان، تبدیل هیلبرت، تبدیل هیلبرت- هوانگ و استخراج ویژگیهایی از این حوزه ها و نیز یک شبکه عصبی جدید به نام ماشین بردار پشتیبان با تکیه بر رای گیری می باشد. نمونه آزمایشگاهی شامل یک موتور با دور متغیر می باشد که بوسیله یک محور(شفت) و یاتاقان غلتشی ، باری متغیر را به گردش در می آورد. شش یاتاقان غلتشی مشابه با شش وضعیت مختلف که شامل یاتاقان غلتشی سالم و یاتاقان غلتشی معیوب با عیب روی حلقه خارجی، حلقه داخلی، ساچمه، ذره خارجی درون قفسه و روغنکاری ضعیف می باشند. در این تحقیق برای شناسایی نوع عیب از انرژی آنتروپی و کلاسیفایر ماشین بردار پشتیبان استفاده شده است که نتایج به دست آمده به خوبی نشان دهنده تشخیص خطا و نیز شناسایی نوع خطا می باشد.

سخت کاری از مراحل نهایی ساخت قطعات صنعتی است که کنترل کیفیت آن، همچون سایر مراحل، امری لازم و ضروری است. یکی از پارامترهای کلیدی در کنترل کیفیت فرآیند سخت کاری، میزان عمق سختی سطحی قطعه است. این پارامتر معمولاً بصورت مخرب اندازه گیری شده و اندازه گیری آن نسبتاً زمانبر و پرهزینه است. در این پایان نامه با استفاده از روش پراکندگی امواج فراصوتی روشی عملی و صنعتی برای اندازه گیری عمق لایه سخت شده قطعات فولادی ارائه می شود. بدین منظور نمونه هایی از فولاد با عمق های سختی متفاوت ساخته شده و پس از سخت کاری، عمق دقیق لایه سخت شده به دو روش مخرب میکروسختی سنجی و متالوگرافی اندازه گیری شده است. سپس عمق سختی این نمونه ها با استفاده از روش پراکندگی امواج فراصوتی به روش غوطه وری و با استفاده از پروب های فرکانس بالا نیز بدست آمده است. برای تحلیل داده های حاصل از این اندازه گیری ها، روشی جدید پیشنهاد شده است. همچنین نمودار کالیبراسیون سیستم اندازه گیری که در آن از این روش جدید تحلیل داده ها استفاده شده، براساس نتایج حاصل از تست نمونه های ساخته شده رسم شده است. نمودار کالیبراسیون مطابقت خوبی را بین نتایج آزمون مخرب و روش پراکندگی امواج فراصوتی نشان می دهد. علاوه بر این دقت و صحت روش فراصوتی به کمک تکینک های آماری بررسی و عدم قطعیت اندازه گیری تعیین شده است. نتایج بدست آمده حاکی از توانایی روش پراکندگی امواج فراصوتی در اندازه گیری دقیق عمق سختی قطعات فولادی است.

آزمون فراصوتی یکی از روش های بازرسی غیر مخرب است که به منظور یافتن عیوب داخلی قطعه بدون صدمه زدن به آن مورد استفاده قرار می گیرد. در میان تکنیک های انجام آزمون فراصوتی، روش "زمان پرواز پراش" ( tofd) یک روش نسبتاً جدید محسوب می شود. در این روش ارزیابی و بازرسی قطعه بر اساس اختلاف زمان پرواز امواج مختلفی که در قطعه ایجاد می شوند انجام می شود. به همین علت، تکنیک زمان پرواز پراش می تواند عمق و طول ناپیوستگی های داخلی را با دقتی بسیار بالاتر از سایر آزمون های فراصوتی اندازه گیری کند. با توجه به اینکه این روش براساس پدیده پراش امواج فراصوتی عمل می کند، وابسته به راستای قرارگیری عیب نیست. در این پایان نامه، روش بازرسی فراصوتی زمان پرواز پراش (tofd) با استفاده از تکنیک اجزاء محدود مدل سازی شده است. برای مدل سازی از نرم افزار abaqus و از روش صریح برای حل مسئله ی انتشار امواج فراصوتی استفاده شده است. مکانیزم عملکرد تراگذار پیزوالکتریک که موج را تولید می کند از طریق اعمال پالس تحریک گذرا بر گره هایی از سطح قطعه که در محل تماس با تراگذار در نظر گرفته شده اند شبیه سازی شده است. برای انتشار زاویه ای پرتو فراصوتی در قطعه نیز، از اعمال تأخیر زمانی به سیگنال تحریک در گره های مجاور استفاده شده است. برای بررسی صحت نحوه ی انتشار امواج فراصوتی، نتایج حاصل از مدل سازی با تصاویر به دست آمده از تکنیک فتوالاستیک مقایسه شده است. همچنین آزمایشات تجربی بر روی بلوک های فولادی انجام شده و نتایج حاصل از آن ها نیز با نتایج حاصل از مدل سازی مقایسه شده اند. در مدل سازی های انجام شده، با اندازه گیری اختلاف زمان های پرواز موج زیر پوستی و اکوی دیواره پشتی، ضخامت قطعه با دقت بالایی محاسبه شده است. همچنین در این مدل سازی ها با اندازه گیری زمان پرواز امواج پراش یافته از نوک ترک و زمان پرواز موج زیر پوستی، عمق و طول عیب نیز با دقت قابل قبولی محاسبه شده اند. با توجه به بررسی ها و نتایج به دست آمده ملاحظه می شود که مدل سازی اجزاء محدود تکنیک tofd، درک بهتری از نحوه ی انتشار امواج فراصوتی و تعامل امواج با ناپیوستگی های مختلف به دست می دهد. به همین دلیل، برای بررسی پارامترهای مختلف آزمون tofd، شبیه سازی اجزاء محدود بسیار مناسب و در مقایسه با آزمایشات عملی بسیار کم هزینه خواهد بود.

آگاهی از خواص مکانیکی فولادها به دلیل استفاده بسیار وسیع از آن ها در صنایع گوناگون، امری ضروری و مهم است. معمولاً از روش های مخرب و هزینه بر برای اندازه گیری این خواص استفاده می شود. در این تحقیق، برای اندازه گیری خواص مکانیکی فولادها از روش غیر مخرب فراصوتی استفاده شده است. نمونه هایی از فولادهای آلیاژی aisi 4140 و aisi 52100 و فولادهای ابزار aisi d6 و aisi h13 ساخته شده و با اعمال فرآیندهای مختلف عملیات حرارتی، ساختارهایی با دانه بندی و سختی های مختلف ایجاد شده است. برای پیش بینی خواص مکانیکی از جمله مدول الاستیسیته (e)، مدول برشی (g)، ضریب پواسون (?) و مدول حجمی (k) در این میکروساختارها، سرعت موج طولی و عرضی توسط آزمون فراصوتی با روشهای غوطه وری و تماسی و با دقت بسیار بالا اندازه گیری شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که به کمک روش غیر مخرب فراصوتی می توان خواص مکانیکی فولادهایی را که میکروساختارهای آنها اختلاف بسیار جزیی با هم دارند، را با دقت اندازه گیری نمود.

در این پایان نامه، بسط و توسع? مدل ریاضی انتشار امواج در ورق های همسانگرد عرضی بر اساس تئوری مکانیک محیط پیوسته و اصول الاستیسیت? سه بعدی انجام شده است. با استفاده از دو مدل ریاضی، معادلات انتشار موج برشی عرضی و موج لمب در ورقهای همسانگرد عرضی به دو روش متفاوت حل شده اند. مدل ریاضی استفاده شده برای حل معادلات انتشار موج برشی عرضی و موج لمب به ترتیب به روش بوچوالد (buchwald) و مورس و فشباخ (morse-feshbach) انجام شد. در روش بوچوالد از ترکیب مشتق سه تابع اسکالر برای تفکیک جابجاییها در سه جهت استفاده و معادلات به دو معادل? انتشار موج لمب و موج برشی افقی تفکیک شد. معادلات موج برشی افقی حل و به منظور صحت سنجی، نتایج آن با دو مرجع دیگر مقایسه شده است. در حل انتشار موج به روش ارائه شده توسط مورس و فشباخ، از سه تابع اسکالر متعامد جابجایی استفاده شده است. با استفاده از این مفهوم معادلات به دو بخش معادلات موج لمب و موج برشی افقی تفکیک و با استفاده از مفاهیم الاستیسیته معادلات برای انتشار امواج لمب حل شد. معادل? فرکانسی (frequency equation) با استفاده از روشهای عددی حل و نتایج برای دو ماده همسانگرد عرضی متفاوت ارائه شده است. اثر تغییر جهت انتشار موج از یک جهت اصلی در ورق به سمت جهت اصلی دیگر نیز در این قسمت مطالعه شده است. نتایج به دست آمده از حل عددی موج لمب برای یک ورق آلومینیوم نورد شده با مشخصات مکانیکی مشخص و یک عیب مجازی با نتایج حاصل از آزمایش فراصوتی مقایسه و مطابقت خوبی بین آنها دیده شد. برای افزایش دقت این بازرسی از پردازش سیگنال به روش تبدیل هیلبرت استفاده شده است.

تکنیک های بازرسی غیرمخرب فراصوتی در بسیاری از علوم به منظور دستیابی به خصوصیات ساختاری و فیزیکی قطعات مورد استفاده قرار می گیرند. در صنایع پتروشیمی، نفت و گاز، با توجه به شرایط خوردگی لوله ها و اهمیت تعیین ضخامت بحرانی آن ها، اندازه گیری دقیق و بازرسی غیرمخرب خطوط لوله امری ضروری و لازم است. عدم تشخیص به موقع و دقیق روند فرسایش و خوردگی لوله ها و مخازن ممکن است منجر به وقوع فاجعه های غیرقابل جبران، هزینه بر و آلودگی های زیست محیطی شود. در این پایان نامه، در راستای افزایش دقت اندازه گیری ضخامت قطعات به روش فراصوتی، سه روش پردازش سیگنال، هم بستگی متقابل درون یابی شده ( icc)، تخمین مبتنی بر مدل ( mbe) و تخمین مبتنی بر مدل بهبود یافته (embe ) با استفاده از الگوریتم تشخیص پالس برای بهبود نتایج ارائه شده است. کارایی و صحت روش های ارائه شده با استفاده از شبیه سازی و آزمایش های تجربی بررسی و پارامترهای موثر در روش embe با استفاده از طراحی آزمایشات، بهینه سازی شده و مدلی برای انتخاب پارامترها ارائه شده است. در نتایج آزمایشگاهی موجود که در شرایطی مشابه با محیط های خورنده در صنعت انجام شده، کاربرد روش های پردازش سیگنال فوق در ضخامت سنجی فراصوتی با هدف اندازه گیری ضخامت کاهش یافته و نرخ خوردگی ارزیابی شده است. برای افزایش دقت ضخامت سنجی، اثرات ناشی از تغییرات دمایی بر اندازه گیری ضخامت نیز بررسی و اعمال شده است. نتایج پژوهش نشان می دهد که استفاده از روش های icc، mbe و embe به ترتیب باعث کاهش کاهش خطای ضخامت سنجی تا 11/0%، 08/0% و 02/0% خواهند شد. همچنین با توجه به هزینه مربوط به زمان اجرا، روش icc بهترین روش برای بازرسی های برخط تشخیص داده شد. از لحاظ دقت نتایج و همچنین برای سیگنال های با نویز همسان و اکوهای هم پوشانی شده روش پردازش embe مناسب ترین روش است و برای سیگنال هایی با نویز تصادفی روش mbe جواب های بهتری را بدست می دهد.

از مهمترین عوامل تخریب تجهیزات صنعتی، پدیده خوردگی است. اندازه و محل خوردگی را می توان با اندازه گیری دقیق ضخامت باقیمانده بدست آورد. آزمون فراصوتی با روش بازتابی یک روش متداول برای اندازه گیری ضخامت باقیمانده است. در این روش، بازه زمانی بین اکوهای بازتابیده از سطوح جلو و عقب قطعه اندازه گیری می شود. روش های مختلف پردازش سیگنال برای اندازه گیری دقیق بازه زمانی بین دو اکو استفاده می شوند که از پرکاربردترین آنها می توان به همبستگی متقابل اشاره کرد. میانیابی های مختلفی نیز برای افزایش فرکانس نمونه برداری نتایج همبستگی متقابل به کار می روند که سبب بهبود دقت نتایج می شوند. روش سنتی همبستگی متقابل فاصله بین قله ها را ثابت نگه می دارد، لذا فقط برای اندازه گیری ضخامت استفاده می شود. در ابتدای این پایان نامه سعی شده است تا با اعمال تغییراتی از این روش برای تهیه تصاویر روبش c از سطوح جلو و پشت قطعات خورده شده استفاده شود. سپس از روش های مختلف میانیابی سه نقطه ای همانند میانیابی های گوسی، کسینوسی و سهموی برای بهبود دقت نتایج استفاده شده است. علاوه بر روش های فوق، از معادلات رگرسیون استفاده شد تا بهترین تعداد نقطه و درجه معادله بدست آید. سپس روش های مختلف مقایسه شد تا بهترین روش تعیین شود. در ادامه، طراحی اولیه روبشگر فراصوتی بازرسی خوردگی برای لوله ای با پروفیل پیچیده که سطح داخلی آن دارای خوردگی است انجام شده است. همچنین کیفیت اتصالات چسبی در قطعات سه لایه با استفاده از تصاویر روبش c بر پایه تحلیل دامنه اکوهای سیگنال فراصوتی بر اساس روش های متداول، مورد ارزیابی قرار گرفته است و روش جدیدی برای بهبود کیفیت تصاویر روبش c ارائه شده است. بهبود نتایج با مقایسه تصاویر بدست آمده از روش های سنتی و جدید ارائه شده است.

روشهای فراصوتی کاربرد بسیار گسترده ای در تعیین عیوب درونی مواد دارند، همچنین از آنها می توان برای تعیین ترکهای زیرسطحی نیز استفاده کرد. در آزمون فراصوتی، امواج زیرسطحی جزء آن دسته از امواج محسوب می شوند که تمرکز انرژی آن ها در زیر سطح قطعه کار قرار دارد، به همین دلیل این امواج به زبری سطح غیر حساس بوده و از آن ها می توان برای تشخیص عیوب زیرسطحی استفاده کرد. انرژی این امواج در تعامل اثر مستقیم با موج پیشرو قرار دارد. موج پیشرو هنگامی بوجود می آید که موج فشاری از نقطه ی خروجی گوه تراگذار شکسته شود. موج شکسته شده، یک خط ارتعاشی از ذرات بوجود می آورد که از مرکز موج برشی شروع شده و به سطح خارجی ماده، یعنی ناحیه ای که پرتو انتشار موج فشاری در تقابل اثر با سطح قرار می گیرد، بسط پیدا می کند. تفسیر نتایج آزمون های فراصوتی، نیازمند شناخت چگونگی انتشار موج و تعامل اثر آن با عیوب و سطوح مختلف است. در این تحقیق با بررسی تئوری انتشار امواج زیرسطحی و پیشرو و بکارگیری روش اجزاء محدود، بازرسی فراصوتی به کمک این امواج و تعامل اثر آن ها با سطوح و عیوب مختلف شبیه سازی شده است. انتشار امواج فراصوتی حاصل از تحریک پروب فراصوتی در قطعه ی دارای عیب، به صورت دو بعدی و در حالت کرنش صفحه ای شبیه سازی شده و سیگنال های فراصوتی حاصل از این شبیه سازی ثبت شده است. علاوه بر این، آزمایش های تجربی نیز بر روی بلوک های فولادی انجام شده و نتایج حاصله با نتایج مدل سازی مقایسه و درصد خطای هر روش، برای شناسایی عیوب مختلف محاسبه شده است. از نتایج به دست آمده برای بهبود تشخیص سیگنال های فراصوتی و همچنین انتشار امواج زیرسطحی و پیشرو در برخورد با سطوح مختلف استفاده شده است.

با گسترش کاربرد آزمونهای غیر مخرب فراصوتی در تشخیص و تخمین اندازه عیوب در قطعات صنعتی, استفاده از روشهای مختلف پردازش سیگنال به منظور افزایش دقت این آزمونها رونق یافته است. از جمله روشهای متداول پردازش سیگنالهای فراصوتی می توان به دیکانولوشن فیلتر وینر به همراه روش برونیابی طیفی اتورگرسیو اشاره کرد. در این روش ها که بر مبنای نامتغیر بودن (نسبت به زمان) و یا ایستا بودن سیگنالهای فراصوتی صورت می گیرد, با انتخاب قسمتی از سیگنال به عنوان اکوی مرجع (موجک) تمام سیگنال پردازش می شود که نتیجه آن افزایش نسبت سیگنال به نویز و نیز افزایش تفکیک پذیری سیگنال است. در این رساله, بهبود سیگنالهای متغیر با زمان آزمون فراصوتی زمان پرواز پراش (tofd) مورد توجه قرار گرفته است. بدلیل متغیر با زمان بودن سیگنال های tofd انتخاب یک اکوی مرجع برای پردازش تمامی سیگنال نتیجه مطلوبی را به همراه ندارد و در بعضی از موارد نه تنها افزایش تفکیک پذیری سیگنال را باعث نمی شود, بلکه باعث حذف برخی اکوها نیز می گردد. برای رفع این کاستی, در این پژوهش روش دیکانولوشن تکه ای (pwd) برای پردازش سیگنالهای tofd پیشنهاد شده است. در این روش با تقسیم بندی سیگنال متغیر با زمان به بخش های شبه ایستا و انتخاب اکوی مرجع مناسب برای هر بخش, پردازش سیگنال انجام می شود. با توجه به اینکه یافتن اکوی مرجع متناظر با هر بخش با انجام آزمایش ناممکن است, در این رساله برای اولین بار پیشنهاد انتخاب اکوهای مرجع مدلسازی شده ارائه می شود. مدلسازی با تعمیم مدل انتشار پرتو گوسی چندگانه غیر شبه محوری (nmgb), برپایه خواص مکانیکی محیط انتشار و مشخصات هندسی و فرکانسی تراگذار های فراصوتی, انجام گرفته است. برای رفع مشکلات مربوط به اندازه پنجره متناظر با هر بخش, استفاده از تابع همبستگی متغیر با زمان (tvc) سیگنال آزمون و اکوهای مدل شده پیشنهاد شده است. نتایج مدلسازی برای انتشار عمودی و زاویه ای امواج با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده و تأثیر و مزایای روش pwd برای پردازش سیگنال های متغیر با زمان بر روی سیگنال های مدل شده و آزمایشگاهی بررسی شده است.

یکی از کاربردهای پراکندگی امواج، ارزیابی غیر مخرب فراصوتی مواد است. در این ارزیابی با تحلیل و مقایسه پاسخ فرکانسی جسم نسبت به موج ورودی و دانستن هندسه جسم، می توان اطلاعات مفیدی از خواص فیزیکی و یکپارچگی ماده بدست آورد. در این راستا می توان از کمیت های تعریف شده مانند تابع فرم و مودهای جزئی که وابسته به خواص فیزیکی و هندسه جسم هستند، استفاده کرد. همچنین اطلاع از چگونگی میدان جابجایی در جسم و میدان فشار موج پراکنده شده، یکی از نیازهای ارزیابی غیرمخرب است. تا کنون میدان جابجایی تنها برای استوانه ساده همسانگرد و همسانگرد عرضی به صورت تجربی و تحلیلی بررسی شده است. در این پایان نامه پراکندگی امواج آکوستیک به دو روش تحلیلی و المان محدود، بررسی شده، توابع فرم و میدان جابجایی بدست آمده و با نتایج آزمایشگاهی صحت سنجی شده است. برای روش تحلیلی از بسط مود نرمال، فضای حالت و ماتریس انتقال، و برای حل المان محدود از نرم افزار comsol multiphysics استفاده شده است. مسائل بررسی شده به ترتیب عبارتست از پراکندگی موج صفحه ای از استوانه توپر همسانگرد، استوانه جدارضخیم، استوانه جدارنازک و استوانه از جنس مواد تابعی در قسمت استوانه تابعی، پنج توزیع مختلف ماده تابعی در نظر گرفته شده و نتایج برای هریک ارائه گردیده است. علاوه بر این پراکندگی از استوانه با سطح مقطع بیضی و مربع نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که فرکانس های تشدید و دامنه میدان جابجایی تحت تاثیر نحوه توزیع ماده تابعی هستند ولی شکل مودها کاملا مستقل از نحوه توزیع مواد می باشند.

نیاز به محصولات جدید و ارتقاء سیستم های تولیدی، ایجاد و توسعه ی روش های پیشرفته در اندازه گیری و کنترل را ضروری نموده است. این روش های جدید، باعث افزایش کیفیت، قابلیت اطمینان و ایمنی می شود. گروهی از روش های جدید اندازه گیری، که امروزه جایگزین بسیاری از روش های قدیمی شده است، با استفاده از امواج فراصوتی صورت می گیرد. به کمک امواج فراصوتی علاوه بر اندازه گیری ابعادی می توان ویژگی های دیگر از جمله خواص الاستیک مواد را نیز اندازه گرفت. اصلی ترین محدودیت امواج فراصوتی برای اندازه گیری، دقت اندازه گیری این روش است، که در شرایط عادی از روش های مخرب کمتر است. در این پایان نامه عوامل عدم قطعیت در آزمون های فراصوتی بررسی و با ارائه ی راهکارهای مناسب، خطای ناشی از عوامل مختلف تا حد امکان کاهش داده شده است. علاوه بر این برای کاهش خطای ناشی از تغییرات دما معادله تئوری مناسبی ارائه شده است، همچنین از فیلتر وینر برای اصلاح شکل تغییر یافته اکو در اثر استهلاک در فرکانس های مختلف و کاهش نویز استفاده شده است.

یکی از روش های آزمون غیرمخرب قطعات، استفاده از امواج فراصوتی است. در این روش یک سیگنال فراصوتی به داخل قطعه فرستاده می شود و با پردازش سیگنال های خروجی و اندازه گیری تأخیر زمانی بین دو اکوی دریافتی، مکان و اندازه عیوب معین می شود. آشنایی با روش هایی که میزان تأخیر زمانی بین دو اکوی فراصوتی را اندازه می گیرند، کمک زیادی به انجام دقیق تر آزمون های فراصوتی خواهد نمود. در این پایان نامه راهکارهایی برای تخمین دقیق تر تاخیر زمانی دو اکوی فراصوتی ارائه شده است. روش های استفاده شده برای محاسبه تاخیر زمانی شامل همبستگی متقابل، شیب فاز، روش های مبتنی بر مدل سازی و همچنین روش هایی بر پایه استفاده از تابع همدوسی است. در ابتدا مبانی ریاضی این روش ها ارائه و سپس کاربردها، مزایا و معایب هر یک به تفکیک ارائه می شود. همچنین نتایج حاصل از یک آزمایش فراصوتی مورد تحلیل قرار گرفته و بر مبنای استفاده از روش های مختلف اندازه گیری تأخیر زمانی، میزان سرعت صوت در نمونه ای فولادی بدست آمده است. نتایج این آزمایش نشان می دهد که در بین روش های ارائه شده، روش تحلیل جانشین (از روش های مبتنی بر تابع همدوسی)، روش مناسبی است که در برابر تغییرات محیطی نتایجی با صحت بیش تر بدست می دهد. روش های مبتنی بر مدل سازی و همبستگی متقابل نیز دارای دقت خوبی هستند و روش هایی که بر پایه استفاده از فاز هستند، قابلیت تکرار کمتری دارند.

در بسیاری از فرایندهای صنعتی اجزایی هستند که در دماهای بالا به کار گرفته می شوند. در بازرسی فراصوتی اطلاع دقیق از سرعت موج نقش کلیدی در صحت اندازه گیری ها دارد. سیستم های بازرسی فراصوتی کنونی با مسائلی همچون مقاومت دمایی پروب ها، جفت کردن پروب ها به قطعه در دمای بالا، و لزوم برداشتن عایق برای دسترسی به سازه مواجهند. استفاده از میله های استوانه ای به منظور قرار دادن پروب در یک محیطی دورتر از سطح داغ قبلا مورد توجه قرار گرفته است. با این وجود، زمانی که امواج از میله، که "موج بر" نیز خوانده می شود، عبور می کنند، تحت تبدیل حالت های بیشماری قرار می گیرند که منجر به پیدایش پژواک های تاخیری جدید به نام "پژواک های متوالی" می شود. این پژواک ها مانع از انجام اندازه گیری دقیق شده و برای حذف آنها نیاز به اصلاح موج بر می باشد. از بین روش های متفاوتی که ارائه شده است، موج برهای مخروطی، به علت اینکه نتایج خوبی در سازه های جوشکاری شده بدست می دهند و مستقل از جنس قطعه هستند و به راحتی ماشینکاری می شوند، برای اندازه گیری سرعت امواج فراصوتی در دمای بالا مورد استفاده قرار گرفتند. اثر زاویه مخروط بوسیله آزمایش های متعدد بررسی شد و هر چند با افزایش زاویه مخروط برای موج بر های بلند همواره سیگنال های با وضوح بالاتر بدست می آید، اما این امر برای موج بر های کوتاه صادق نیست. علاوه براین، تغییرات دما به هنگام اندازه گیری با موج بر اثر قابل توجهی در زمان رسیدن پژواک دیواره متوالی داشت. در نهایت عملیات اندازه گیری توسط موج بر با روش بازتابی انجام شد و عدم قطعیت آزمایش های انجام شده محاسبه شد. روش بازتابی به پژواک های متوالی بسیار حساس است و طراحی موج بر نقش مهمی در اندازه گیری بازی می کند. محیط اطراف نیز محدودیت هایی در انتخاب ابعاد موج بر ایجاد می کند که اجرای اندازه گیری به روش بازتابی را سخت تر می کند. نتایج آزمایش های انجام شده تا دمای حداکثر °c??? دقت بالای اندازه گیری ها را در دماهای متفاوت تایید نمود.

در این پایان نامه، برای اولین بار در کشور یک سیستم فراصوتی حباب ساز (bubbler) جهت بازرسی فراصوتی اتصالات چسبی در قطعات تخت و انحنادار طراحی و ساخته شده است. سیستم حباب ساز طراحی شده، ستونی از آب بین پروب و سطح مورد بازرسی ایجاد می کند تا جفت کنندگی ثابت و یکنواختی برای امواج فراصوتی ارسالی/بازگشتی به/از قطعه فراهم شود. سیستم انجام بازرسی، به گونه ای طراحی و ساخته شده است که بازرسی قطعات با سطوح تخت، انحنادار و موج دار به آسانی امکان پذیر است. بخش فراصوتی دستگاه با استفاده از الگوریتم های تعریف شده در واحد پردازنده مرکزی، انواع بازرسی های غیرمخرب اعم از عیب یابی اتصالات چسبی، ضخامت سنجی و سایر موارد را روی قطعات مختلف انجام و نتایج حاصل را به صورت تصاویر روبشc نمایش می دهد. آزمایشات با استفاده از پروب 10 مگاهرتزی و ماده واسط آب انجام شده و گام جمع آوری داده در راستاهای روبش، 1/0 میلی متر در نظر گرفته شده است. نمونه های تخت طراحی شده، شامل دو اتصال چسبی آلومینیوم به آلومینیوم و آلومینیوم به پلکسی گلس هستند و از چسب های پایه اپوکسی برای برقراری اتصالات استفاده شده است. نمونه انحنادار، از دو بلوک آلومینیومی به ضخامت 25 میلی متر تشکیل شده است که به صورت قطاع هایی از پوسته های استوانه ای ماشین کاری و به یکدیگر چسبانده شده اند. در داخل هر یک از قطعات نمونه، تعدادی عیوب مصنوعی تعبیه شده است تا عملکرد سیستم مورد ارزیابی قرار گیرد. با توجه به نتایج آزمایشات انجام شده روی اتصالات چسبی مختلف، نشان داده شده است که این سیستم سطوح انحنادار شامل سطوح محدب و مقعر را به خوبی پیروی کرده و حین روبش پروب را عمود بر سطح قطعه کار نگه می دارد. از سوی دیگر می تواند با تکنیک های مختلف تهیه تصاویر روبش c، اندازه، نوع و موقعیت تمامی عیوب تعبیه شده در فصل مشترک های اول و دوم اتصالات چسبی (تخت و انحنادار) را که شامل ناپیوستگی، اتصال ضعیف، ناخالصی و تخلخل می شوند، با دقت بسیار مناسبی شناسایی و از مناطق سالم اتصال تفکیک کند.

عملیات سخت کردن سطحی به منظور بالا بردن سختی لایه ی خارجی قطعه و افزایش مقاومت آن در مقابل سایش و در نتیجه بالا بردن طول عمر قطعه انجام می گیرد. در این عملیات، سطح قطعه ی مورد نظر سخت می شود، درحالی که قسمت های داخلی آن دارای چقرمگی نسبتاً خوبی است و می تواند در مقابل تنش های پیچشی و ضربه ای یا به عبارتی بارهای دینامیکی مقاومت خوبی داشته باشد. از اینرو، اتخاذ روشی برای بازرسی و کنترل میزان توزیع عمق لایه ی سخت شده، از اهمیت زیادی برخوردار است. در این پایان نامه، با استفاده از ارزیابی غیر مخرب به روش فراصوتی، به بررسی توزیع عمق لایه ی سخت شده ی نمونه های فولادی، که سطح آن ها به روش های القایی و شعله ای سخت کاری شده اند، پرداخته شده است. توزیع عمق لایه ی سخت شده-ی نمونه های فولادی سخت کاری شده، به دو روش غیر مخرب، توسط روش های پردازش سیگنال های حاصل از پراش برگشتی امواج فراصوتی و روش مخرب، شامل متالوگرافی و میکروسختی سنجی، ارزیابی شده و نتایج حاصل با یکدیگر مقایسه شده است. در این پژوهش، نخستین بار، جهت افزایش قابلیت تحلیل و سهولت کنترل لایه ی سخت شده، از روش فراصوتی روبش c برای نمایش توزیع عمق لایه های سخت شده در میله های فولادی و تصاویر روبش a، b و c برای صفحات فولادی سخت کاری شده، استفاده شده است. همچنین کاربرد روش مذکور برای اندازه گیری عمق لایه سختی بر روی قطعه سخت کاری شده به روش شعله ای و نمایش آن به صورت روبش b و c نیز امکان سنجی شده است. دقت نتایج با تحلیل عدم قطعیت برای نمونه فولادها محاسبه شده است.

آزمون فراصوتی یکی از روش های بازرسی غیرمخرب است که به منظور یافتن عیوب داخلی و سطحی قطعات بدون آسیب زدن به آن ها مورد استفاده قرار می گیرد. در میان تکنیک های مختلف آزمون فراصوتی، روش "فراصوت لیزری" (lut ) روشی نوین در دنیا محسوب می شود. با این وجود، تا کنون در کشور این روش با وجود تمام ویژگی ها و توانایی های منحصر به فرد خود، در بخش های مختلف صنایع و مراکز تحقیقاتی شناخته شده نبوده و مورد استفاده قرار نگرفته است. هدف اصلی از این پایان نامه، پیاده سازی و عملیاتی کردن بازرسی با استفاده از این روش و آشنا ساختن صنایع مختلف کشور با توانایی ها و ویژگی های این روش بازرسی است. ویژگی ها و تفاوت های اصلی این روش بازرسی که آن را از سایر روش ها متمایز کرده و سبب فراهم آمدن شرایطی می شود که صنایع مختلف به سمت استفاده از این روش روند، عبارتند از: امکان بازرسی و آزمون غیرمخرب نمونه ی مورد نظر از راه دور، فراهم آمدن امکان بازرسی در شرایط و محیط های خطرناک و مضر، امکان بازرسی نمونه ها با دما ی کاری بالا، امکان بازرسی پیوسته و ممتد قطعات، امکان بازرسی نمونه ها با هندسه ی بسیار پیچیده و در مکان های با دسترسی هندسی دشوار، افزایش سرعت بازرسی و عدم سایش تجهیزات بازرسی و قطعات. در این پایان نامه به دنبال مطالعات گسترده، به ساختار مناسب و تنظیمات موثر جهت تولید امواج فراصوتی دست یافته ایم و با طراحی چیدمان آزمایشگاهی مناسب، قطعات مختلفی را با استفاده از تکنیک فراصوت لیزری مورد آزمایش قرار داده ایم. به صورت کلی تولید فراصوت به منظور بازرسی و آزمون غیرمخرب با استفاده از این روش بر مبنای دو مکانیزم متفاوت اتفاق می افتد، حالت دما-ارتجاعی و حالت کندن. تفاوت بارز این دو روش تولیدی، در چگالی توان لیزر مورد آزمایش است؛ که در روش دما-ارتجاعی بازرسی کاملا غیرمخرب و در روش کندن بازرسی در حالت نیمه مخرب رخ می دهد که هر کدام از این حالت های تولیدی با توجه به شرایط آزمون، نمونه و شرایط مختلف دیگر مورد استفاده قرار گرفته است. به دنبال آزمایش های انجام شده با روش فراصوت لیزری، نتایج بدست آمده با این روش با نتایج بدست آمده از روش مرسوم آزمون فراصوتی با پروب پیزوالکتریک و نتایج بدست آمده از شبیه سازی عددی با نرم افزار آباکوس مورد مقایسه قرار گرفته است.

آزمون فراصوتی یکی از روش های بازرسی غیر مخرب است که به منظور یافتن عیوب داخلی قطعه بدون صدمه زدن به آن، مورد استفاده قرار می گیرد. در راستای توسعه استفاده از آزمون فراصوت همراه با مزایای آن و در عین حال کاهش معایب این تکنیک، ازجمله تماسی بودن آن، روش های جدیدی از قبیل فراصوت ایجادشده توسط لیزر پالسی مورد توجه قرار گرفته است. در این پایان نامه، روش فراصوت لیزری که خود با دو تکنیک دما- ارتجاعی و کندن، تقسیم می شود، با استفاده از روش اجزا محدود، شبیه سازی شده است. در این شبیه سازی، پارامترهای مختلفی از جمله تأثیر حرارت بر خواص ماده، تغییر رفتار ماده در ناحیه پلاستیک، تحلیل همزمان معادلات حرارتی و دینامیکی و اثر تعاملی آن ها در هر لحظه از تحلیل بر روی هم و اثرات تفکیک پذیری زمانی و مکانی کوچک حاکم بر فیزیک مسئله، مدنظر قرار گرفته است، تا مدل هرچه بیشتر به واقعیت نزدیک باشد. سپس صحت مدل شبیه سازی شده از طریق دو روش مشخص شده است. در مواردی که امکان مقایسه با شبیه سازی های سایرین وجود داشت، این کار انجام شده و همچنین با نتایج آزمایش های بدست آمده از کار سایرین نیز مقایسه شده است. سپس با نتایج آزمایش هایی که به صورت موازی با این پروژه انجام می شد، و نمونه ها کاملاً با شرایط مدل هماهنگی داشت، مقایسه شده است. نمونه ها به نحوی طراحی شدند که رفتار عیوب مختلف در برخورد با انواع امواج حجمی تولیدشده توسط لیزر مشخص شوند. تحلیل دقیقی از نتایج شبیه سازی به همراه مقایسه با نتایج حاصل از آزمایش آورده شده است.

آزمون های غیر مخرب فراصوتی به عنوان روشی دقیق و تکرارپذیر برای یافتن عیوب و پایش سلامت سیستم در طول سال های گذشته کاربرد فراوانی در صنایع هوافضا، نفت و گاز و تأسیسات انرژی اتمی دارا بوده اند. در این پژوهش روشی عملی برای تشخیص و دسته بندی نوع عیوب در لوله توسط امواج هدایت شده فراصوتی ارائه گردیده است. آزمون فراصوتی مورد استفاده، روش ارسال-پژواک به وسیله موج لمب است که نتایج آ-اسکن این آزمون ها مورد استفاده قرار گرفته است. آزمون ها بر روی لوله از آلومینیوم 1050 همسانگرد با ضخامت 4/0 میلی متر و قطر 30 سانتی متر انجام شده است. عیوب مورد بررسی در این پایان نامه سه نوع عیب شامل عیوب خوردگی، شیار و کاهش ضخامت موضعی است که عیب آخر توسطedm ایجاد شده است. عیب خوردگی از عیوب رایج در خطوط لوله و سازه های فلزی مانند بدنه خودرو، سازه های هوافضا و غیره است و در این پروژه محوریت دارد. روش طبقه بندی ارائه شده در سه بخش پیاده سازی گردیده است. بخش اول آزمون آزمایشگاهی، بخش دوم پردازش سیگنال و در بخش سوم استفاده از الگوریتم طبقه بند مناسب جهت دسته بندی سیگنال های عیوب. در مرحله اول با استفاده از مد l(0,2) موج لمب، 240 آزمون بر روی نمونه های استاندارد تهیه شده انجام شد که در مراحل بعدی سیگنال های حاصل، پس از آن انجام پردازش های مناسب، مانند تبدیل موجک و تبدیل فوریه گسسته، به الگوریتم طبقه بندی ماشینهای بردار پشتیبان (svm) جهت طبقه بندی ارائه گردید. روش ارائه شده در این پایاننامه توانست در نهایت با دقت حدود 97 % سه نوع عیب ایجاد شده را تشخیص داده و از هم تفکیک نماید. نتایج حاصل از پژوهش پیش رو نشان دهنده کارایی الگوریتم پیشنهادی است.

آزمون فراصوتی یکی از انواع آزمون های غیر مخرب است که جایگاه ویژه ای را در پایش سلامتی سیستم های صنعتی داراست. در آزمون فراصوتی، استفاده از امواج صفحه ای (امواج لمب) به دلیل امکان بازرسی سطح وسیعی از قطعه در هر نوبت، از جایگاه ویژه ای برخور است. در این پایان نامه تلاش شده است تا با ارائه روشی جدید، بتوان با استفاده از سیگنال دریافتی از آزمون فراصوتی توسط موج لمب به نوع عیب موجود در قطعات پی برد. عیوب مورد بررسی در این پایان نامه سه عیب خوردگی، شیار و کاهش ضخامت موضعی است که در ورق آلومینیوم 1050 تمپر 1416 ایجاد و تفکیک شده است. این پژوهش در چند بخش به انجام رسیده است. در بخش اول تعدادی نمونه دارای عیب مشخص از ورق به ضخامت 4/0 میلیمتر از جنس ذکر شده تهیه شده است. سپس با استفاده از آزمون فراصوتی توسط موج لمب تعداد 480 آزمون بر روی نمونه ها انجام پذیرفته و در بخش پیشپردازش، تعیین و جداسازی ناحیه بازتاب عیب در سیگنال دریافتی، حذف قسمت نامتناوب، قدر مطلق گیری و نرمالیزه کردن سیگنال عملیاتی است که بر روی هر سیگنال انجام پذیرفته است. در بخش پردازش و استخراج ویژگی، که مهمترین بخش این پژوهش میباشد، باند فرکانسی پایه به عنوان ویژگی منحصر به فرد هر سیگنال عیب توسط توسط تبدیل موجک و تبدیل فوریه گسسته استخراج شده است. در نهایت باند فرکانسی پایه در دو روش مختلف، یکی به صورت مستقیم و دوم پس از کاهش تعداد ویژگی توسط الگوریتم pca به یک سوم مقدار اولیه، به شبکه عصبی چند لایه داده میشود. در روش اول تا 3/90 درصد و در روش دوم تا 7/94 درصد عیوب را از هم تشخیص داده و تفکیک نموده است. نتایج حاصل نشان دهنده توانایی بالای روش پیشنهاد شده در طبقهبندی عیوب توسط آزمون فراصوتی مبتنی بر موج لمب و بهبود دقت طبقه بندی با استفاده از کاهش ویژگی میباشد.

در یک آزمون فراصوتی اکو های بازگشتی از درون قطعه دارای اطلاعات مفید و ارزشمندی در مورد مشخصات هندسی و ریزساختاری قطعه هستند. این اکوهای فراصوتی را می توان با استفاده از مدل پالس گوسی متقارن، که دارای پنج پارامتر مستقل است، مدلسازی کرد. برای مدلسازی دقیق یک اکو، پارامترهای پالس گوسی باید هر چه دقیق تر از روی اکوی واقعی تخمین زده شوند. الگوریتم های متفاوتی برای تخمین این پنج پارامتر وجود دارد. در این پژوهش از چهار روش بهینه سازی گوس نیوتن ( gn )، لونبرگ مارکوارت ( lm)، بهینه سازی گروه ذرات (pso ) و الگوریتم ژنتیک ( ga) برای این منظور استفاده خواهد شد و مزایا و معایب هر یک از این روش ها طی مثال هایی بررسی و در نهایت با ترکیب این الگوریتم ها، مزایای یک الگوریتم، جایگزین معایب الگوریتم دیگر می شود. در مورد سیگنال هایی که دارای چندین اکو فراصوتی هستند از اصل حداقل طول توصیف ( mdl) برای تخمین تعداد اکوها استفاده شده است و برای تسهیل تخمین پارامترهای تمامی اکو ها از الگوریتم بیشینه سازی امید تعمیم یافته با فضای تناوبی (sage) استفاده می شود. برای ارزیابی کارآیی الگوریتم ها نیز سیگنال های شبیه سازی شده و اندازه گیری شده در آزمایشگاه در حالت هایی که اکوها همپوشانی داشته و یا بدون همپوشانی هستند مورد بررسی قرار خواهند گرفت. الگوریتم ترکیبی در تمامی شرایط مورد مطالعه بهتر از الگوریتم های منفرد عمل نموده است. یکی از نقص های مدل گوسی متقارن، عدم امکان برازش کامل آن به اکوهای فراصوتی واقعی است که شکل پوش آن ها معمولاً نامتقارن است. برای رفع این مشکل از مدل چیرپلت گوسی نامتقارن استفاده شده است که علاوه بر پنج پارامتر مدل متقارن، دو پارامتر دیگر با عناوین ضریب نامتقارنی و نرخ چیرپ به آن اضافه شده است. با اعمال هر دو مدل متقارن و نامتقارن بر روی یک اکوی اندازه گیری شده و مقایسه درصد برازش مدل ها، مشاهده شد که مدل نامتقارن با خطای کمتری (یک چهارم خطای مدل متقارن) به اکوی فراصوتی قابل برازش است.

آزمون فراصوتی یکی از روش های بازرسی غیرمخرب است که به منظور یافتن عیوب داخلی قطعه بدون صدمه زدن به آن مورد استفاده قرار می گیرد. در میان اجزای این آزمون، تراگذار (پروب) فراصوتی مهم ترین جزء سیستم است که از بلوره پیزوالکتریک، ماده پشتی و لایه تطابق تشکیل شده است. در این پایان نامه، با استفاده از روش اجزاء محدود، مدل سازی تراگذار فراصوتی و تاثیر پارامترهای مختلف بر عملکرد آن مورد بررسی قرار گرفته است. برای بررسی صحت مدل سازی، ولتاژ به عنوان خروجی نرم افزار دریافت و با نتایج آزمایش تجربی مقایسه و تطابق قابل قبولی مشاهده شده است. با استفاده از قابلیت شبیه سازی استهلاک ماده پشتی، تاثیر استهلاک در حذف اکوی مزاحم ناشی از بازتاب سطح پشتی و حداقل ضخامت لازم برای ماده پشتی را می توان بررسی کرد. افزایش امپدانس ماده پشتی موجب کاهش حساسیت، زمان ارتعاش بلوره و طول پالس شده ولی پهنای باند را افزایش می دهد. با افزایش امپدانس لایه تطابق در کمتر از 5 مگاریل، پهنای باند و دامنه بیشتر می شود ولی در بیشتر از 5 مگاریل، دو قله در طیف فرکانسی مشاهده می شود که این امر دقت عیب یابی را کاهش می دهد. با توجه به نتایج بدست آمده، امپدانس 4 مگاریل با بهترین پاسخ فرکانسی برای لایه تطابق پیشنهاد شده است که با تئوری klm نیز تطابق دارد. همچنین، در صورت استفاده از دو لایه تطابق، پهنای باند تراگذار افزایش می یابد. برای افزایش انرژی تراگذار، ساختاری جدید که شامل دو بلوره است بررسی شد و نتیجه آن افزایش 7 دسی بلی حساسیت بود. با توجه به نتایج بدست آمده، مدل سازی ابزاری قابل اطمینان برای پیش بینی ویژگی های تراگذار و انتخاب اجزای داخلی آن است.

امروزه استفاده از روش های بازرسی فراصوتی اتوماتیک برای بازرسی جوش های خطوط لوله به دلیل سرعت و دقتی که نسبت به روش های سنتی (آزمون پرتونگاری) دارند در سراسر دنیا رایج شده است. بلوک کالیبراسیون و تراگذار فراصوتی جزء مهمترین اجزای سیستم بازرسی فراصوتی اتوماتیک جوش خطوط لوله به شمار می آیند که تاثیر به سزایی در نتایج به دست آمده از آزمون دارند. در این پایان نامه، برای اولین بار در ایران فرایند طراحی و ساخت تراگذارهای فراصوتی و بلوک کالیبراسیون انجام شده است. با توجه به اینکه اجزای تراگذار فراصوتی شامل بلوره پیزوالکتریک، ماده پشتی و لایه تطابق امپدانس است، فرایند طراحی و انتخاب اجزای مناسب و بهینه برای سه تراگذار فراصوتی قائم تماسی، زاویه ای و غوطه وری به صورت جداگانه مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. جنس بلوره استفاده شده در تراگذارها پیزوسرامیک است و ماده پشتی آنها ترکیبی از ذرات تنگستن ریزدانه و رزین اپوکسی می باشد. برای تراگذار قائم تماسی از لایه تطابق امپدانس سرامیکی و برای تراگذار غوطه وری از لایه تطابق امپدانس از جنس پلکسی گلاس استفاده شده است. کفشک تراگذار زاویه ای از جنس پرسپکس است و شکل آن برای استهلاک امواج بازتابی درون کفشک بهینه شده است. با بررسی انجام شده افزایش امپدانس ماده پشتی باعث کاهش حساسیت و طول پالس تراگذار و افزایش قدرت تفکیک آن می شود. با افزایش قطر ذرات به کار رفته در ماده پشتی، استهلاک آن افزایش یافته ولی از امپدانس آن کاسته می شود. طراحی بلوک کالیبراسیون مورد نیاز برای تنظیم دستگاه بازرسی فراصوتی جوش خطوط لوله با استفاده از تکنیک تفکیک نواحی انجام شده و نقشه های بلوک به تایید شرکت کانادایی eclipse رسیده است. چون بلوک کالیبراسیون طراحی شده دارای سوراخ هایی ریز (5/1 و 5/2 میلی متر) با نسبت طول به قطر نزدیک به 20 می باشد که باید در زوایای مختلف بر روی یک سطح منحنی ماشینکاری شوند، فرایند ساخت آن با طراحی دو قید و بند برای سطح داخلی و خارجی بلوک کالیبراسیون انجام شده است. نتایج به دست آمده از آزمایش های انجام شده برروی تراگذارهای فراصوتی و بلوک کالیبراسیون نشان می دهد که هر دو آنها براساس استانداردهای موجود عملکرد قابل قبولی دارند. درصد انحراف فرکانس مرکزی تراگذار از فرکانس نامی آن برای تراگذارهای قائم تماسی، زاویه ای و غوطه وری به ترتیب %25/6، %69/7 و %5/7 است که همگی طبق استاندارد در محدوده مجاز تلرانس (%10±) قرار دارند.

چکیده erp (سیستم برنامه ریزی منابع سازمان) یک راه حل یکپارچه استراتژیک مبتنی بر فناوری اطلاعات برای مدیریت و برنامه ریزی بر منابع در کل یک سازمان است و کاربرد های متنوع در سطوح گوناگون سازمان دارد و می تواند دلیلی برای ایجاد مزیت رقابتی در سازمان محسوب شود. تحقیقات پیشین نشان می دهد استقرارerp در چندین سال اخیر همیشه با موفقیت همراه نبوده است. استقرار erp در هر سازمان، باید با مدل و نقشه راه از پیش طراحی شده ای همراه باشد. در توسعه این مدل دو پارامتر بسیار مهم نقش اساسی را ایفا می کنند، مدل مدیریت ریسک و مدل عوامل کلیدی موفقیت . تحقیقات و بررسی های متعددی در دو دهه گذشته بر روی مدل های مدیریت ریسک و شناسایی عوامل کلیدی موفقیت بصورت جداگانه انجام شده است. در این تحقیق ابتدا با استفاده از نرم افزار spss و با بهره گرفتن از روش آزمون فریدمن عوامل کلیدی موفقیت و پارامترهای ریسک رتبه بندی شده است، که نتایج این رتبه بندی نشان می دهد کدام گروه از عوامل کلیدی موفقیت و ریسک در استقرار erp دارای بیشترین و کمترین اهمیت هستند. همچنین بین شاخص های گروه های عوامل کلیدی موفقیت و ریسک نیز رتبه بندی صورت گرفته است. این تحقیق برای اولین بار در صدد شناسایی عوامل کلیدی موفقیت و پارامترهای ریسک در استقرار erp و ارایه مدلی همزمان از این دو عامل است. در این تحقیق ابتدا با طراحی یک پرسشنامه و رتبه بندی عوامل کلیدی موفقیت و پارامترهای ریسک و سپس استفاده از روش ahp (فرآیند سلسله مراتبی تحلیلی)، یک مدل همزمان از عوامل کلیدی موفقیت و ریسک ارائه شده است که نشان می دهد کدام عوامل کلیدی موفقیت در کاهش کدام عوامل ریسک بیشتر موثر هستند. کلید واژه ها سیستم برنامه ریزی منابع سازمان، مدیریت ریسک، عوامل کلیدی موفقیت.

در بسیاری از روش های غیرمخرب، نیازی به تهیه نمونه برای اندازه گیری خواص الاستیک نیست و بنابراین توسعه این روش ها بسیار مفید خواهد بود. ایجاد یک روش دقیق غیرمخرب برای اندازه گیری خواص الاستیک الیاف در طراحی و ساخت مواد مرکب تقویت شده با الیاف کمک بسیار موثری است. در هنگام تولید، رشته های الیاف به دلیل اعمال فرآیند کشش، دچار همسانگردی عرضی می شوند. از طرفی به دلیل نازک بودن آنها، امکان انجام آزمون های مخرب در همه جهت ها و بدست آوردن تمامی ثابت های الاستیک آنها وجود ندارد. در این تحقیق یک روش جدید بر مبنای معکوس سازی داده های پراکندگی صوتی برای اندازه گیری خواص الاستیک شامل سرعت امواج طولی و عرضی استوانه های همسانگرد و همسانگرد عرضی ارائه خواهد شد. با انجام آزمایش روی نمونه-های مختلف و مقایسه نتایج بدست آمده با مقادیر اسمی که از روش آزمون رایج بازتابی فراصوتی به دست آمده-اند، نشان داده می شود که روش پیشنهادی ثابت های الاستیک را با خطای کمتر از یک درصد در مقایسه با مقادیر اسمی اندازه گیری می کند.