ارزیابی ترک زمینه در کامپوزیت‌های متعامد به کمک شبیه‌سازی اجزای محدود گسترش امواج هدایت شونده لمب

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران.

2 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران.

3 استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران.

doi
10.22068/jstc.2023.2009321.1852
چکیده

ارزیابی غیرمخرب خواص مکانیکی و پایش سلامت سازه‌های کامپوزیتی از اهمیت بالایی برخوردار است. هدف از این پژوهش، ارایه یک روش ارزیابی غیرمخرب بر پایه گسترش امواج لمب برای بررسی آسیب ترک زمینه در کامپوزیت‌های لایه‌‌ای است. بدین منظور، پس از ایجاد مدل اجزای محدود یک کامپوزیت شیشه/اپوکسی، رفتار موج لمب در دو مود پادمتقارن (A0) و متقارن (S0) با فرکانس‌های تحریک مختلف مورد مطالعه قرار گرفت. سپس، نمودارهای پراکندگی مود A0 و S0 موج لمب با در نظر گرفتن چگالی ترک‌های متفاوت بدست آمدند. مشاهده شد که چگالی ترک زمینه و افت خواص مکانیکی کامپوزیت‌های متعامد بر روی سرعت مود S0 موج لمب بیشتر از سرعت مود A0 تاثیرگذار است. همچنین، تشخیص ترک زمینه به کمک افت سرعت موج لمب در فرکانس‌های بالا و نزدیک به فرکانس قطع دقیق‌تر انجام شد. مشاهده شد که با افزایش چگالی ترک، فرکانس قطع کاهش ‌یافت و همچنین با افزایش تعداد لایه‌های 90 درجه در کامپوزیت متعامد، افت سرعت موج لمب بیشتر شد. نتیجه‌گیری شد که‌ روش شبیه‌سازی گسترش امواج لمب می‌تواند به عنوان یک آزمایشگاه مجازی برای ارزیابی غیرمخرب کامپوزیت‌ها و تشخیص چگالی ترک‌ زمینه در آنها مورد استفاده قرار گیرد.