بررسی تجربی رفتار انتشاری امواج فراصوت هدایت‌شده به منظور ارزیابی غیرمخرب ورق‌های چندلایه کامپوزیتی

در این پژوهش با استفاده از روش های پردازش سیگنال، ضمن بررسی تجربی رفتار انتشاری امواج فراصوت هدایت شده، در یک ورق کامپوزیتی از جنس پلیمر تقویت شده با الیاف شیشه، نسبت به تحلیل تغییرات سیگنال امواج اقدام شده است. ابتدا با طراحی مسیرهای متعددِ انتشار امواج، بر اساس شبکه‌ای از مبدل‌های پیزوالکتریک با نقش دوگانه محرک و حسگر، سطح ورق به چهار ناحیه شامل نواحی سالم، دچار تورق، شکاف و سوراخ تقسیم شد. در ادامه با تعریف دو نوع شاخص خرابی، ذیلِ مفاهیم تبدیل موجک، اقدام به استخراجِ ویژگی از سیگنال های مرتبط با هر یک از نواحی چهارگانه در قالب 40 مسیر و 9 وضعیت مقایسه‌ای گردید. در نهایت تاثیر هر یک از انواع خرابی‌ها بر روی سیگنال‌ امواج، در قالب بررسی مقادیر عددی شاخص‌های خرابی، در حوزه مشترک زمان و فرکانس، تحت مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد، تغییرات رفتار امواج، متاثر از وجود خرابی در سازه که در تفاوت مقادیر عددی شاخص های خرابی آشکار می گردد، موجب شناسایی و تمایز عیوب گوناگون در سازه ورقی کامپوزیتی شده و جایگزینی مقرون به صرفه و مناسب برای آزمون های غیرمخربِ متداول است.

Experimental Study of Ultrasonic Guided Waves Propagation for Non-Destructive Evaluation of Multi-layer Composite Plates

In this study, by using signal processing methods, the propagation behavior of the waves in a GF/EP composite plate is practically investigated, and the propagated wave signals variations is analyzed as well. First, multiple paths of signal propagation was designed, based on a network of piezoelectric transducers, which have a dual role of excitor and sensor, which demarcates the plate into four areas, comprsing healthy, with delamination, hole and notch areas. Then by defining two types of damage indexes, under the concept of wavelet transform, the extraction features of the signals associated with each of the four areas in 40 directions and 9 conditions are compared. In the final step, the effect of each damage on the signal waves, by applying the numerical values of the damage indexes, at the joint time and frequency domain, was studied. The results show that by the proposed method, it is possible to detect and distinguish the wave behavior analysis affected by different damages in the structure; furthermore, it is a reasonable and convenient alternative technique for the conventional nondestructive testing.