ارزیابی عددی مدل های رفتاری ماده هایپرالاستیک به منظور تخمین سرعت موج فراصوتی طولی تجربی در نمونه پلی یورتانی
نویسندگان
1 دانشکده مهندسی مکانیک، برق و کامپیوتر، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
2 دانشکده مهندسی مکانیک، برق و کامپیوتر، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
3 دانشکده مهندسی مکانیک، برق و کامپیوتر، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
4 دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
doi
10.30494/jndt.2026.520329.1163چکیده
در این پژوهش به منظور تدوین یک روش بازرسی فراصوتی برای اطمینان از کیفیت پخت و عدم وجود نقص در دیسکهای پلی یورتانی توپکهای مورد استفاده در صنعت خط لوله انتقال نفت و گاز، مبانی انتشار امواج فراصوتی و اندازهگیری سرعت این امواج در نمونهای تجربی و سپس مدلی عددی بررسی میگردد. یک استوانه پلییورتانی، تعدادی نمونه چگالی سنجی و تعدادی نمونه آزمون کشش تولید شده و خواص کششی با استفاده از آزمون کشش تک محوره و همچنین چگالی نمونه به صورت تجربی با استفاده از اندازه گیری حجم و جرم اندازه گیری گشته است. سپس سرعت موج طولی به روش فراصوتی و با آرایش ارسال دریافت به صورت تجربی با تراگذارهای با فرکانس 120 کیلوهرتز استخراج میگردد. به منظور توسعه مدل شبیهسازی مناسب جهت مطالعات بعدی و مطالعه اثر عیوب مختلف در مدل شبیهسازی، ابتدا میبایست اثر مدلهای رفتاری مختلف ماده هایپرالاستیک و همچنین ضریب پواسون بر شاخصهای انتشار موج بررسی گردد. به این منظور، سه مدل رفتاری یوه، نئو هوک و مونی ریولین به داده های آزمون کشش تک محوره برازش شده، و سپس سرعت موج در شبیه سازی عددی با استفاده از این سه مدل، استخراج گشته و با نتایج آزمون تجربی فراصوتی مقایسه گردیده است. در این پژوهش اثر مدل رفتاری ماده و ضریب پواسون بر سرعت موج بررسیگردیده و سایر شاخصها مانند دامنه و استهلاک بررسی نگردیده است. نتایج نشان میدهد برای ماده پلییورتان استفاده شده، با داشتن چگالی و منحنی آزمون کشش تک محوره، مدل رفتاری یوه و سپس مونی ریولین نتایج نزدیکتری به آزمون تجربی را از نظر تطابق سرعت موج طولی، با خطای کمتر از یک درصد، در بردارد.
