مدل‌سازی اجزای محدود انتشار امواج لمب در یک ورق با ضخامت متغیر

خطوط لوله، شریان‌های حیاتی در صنعت نفت و گاز بوده و با توجه به هزینه‌ی بسیار زیاد احداث آن‌ها، به عنوان یکی از زیرساخت‌ها و سرمایه‌های ملی هر کشور محسوب می‌گردند. پدیده‌ی سایش از جمله مهم‌ترین عوامل آسیب به خطوط لوله شناخته می‌شود که سبب کاهش ضخامت در نواحی مختلف آن می‌گردد. تغییر ضخامت ایجاد شده، سبب تمرکز بیشتر تنش در خطوط لوله می‌شود و شکست به‌راحتی رخ می‌دهد. آزمون‌های فراصوتی یکی از روش‌هایی است که در بازرسی خطوط لوله مورد استفاده قرار می‌گیرد. از میان تکنیک‌های مختلف این نوع آزمون‌، امواج هدایت‌شونده‌ی لمب، به‌دلیل استهلاک کم در مسیر انتشار، از جایگاه ‌ویژه‌ای برخوردارند؛ اما رفتار پیچیده‌ی این امواج در سازه‌هایی با ضخامت متغیر، کار تفسیر داده‌های به‌دست آمده از اجرای یک آزمون را دشوار می‌سازد. بررسی رفتار امواج لمب در لوله‌هایی با تغییرات ضخامت امری به مراتب دشوار می‌باشد. از این رو، در پژوهش حاضر، به مدل‌سازی دوبعدی اجزای محدود رفتار این امواج و بررسی ضرایب عبور و بازتاب درحضور تغییرات ضخامت پرداخته شده است. نتایج بررسی تاثیر تغییر عمق سایش بر سیگنال‌های عبوری و بازتابی حاکی از آن است که با استفاده از تکنیک امواج لمب می‌توان به‌خوبی تغییرات ضخامت یک قطعه را پایش نمود. همچنین بررسی تغییرات فرکانس سیگنال ارسالی به داخل ورق نشان می‌دهد که در برخی بازه‌های فرکانسی، مود s0 ایجاد شده جهت برخورد با عیب، حساسیت بسیار کمی به تغییرات ضخامت دارد. بنابراین انتخاب فرکانس مناسب در بازرسی‌‌های انجام شده توسط امواج لمب گامی مهم در تشخیص وضعیت سازه می‌باشد.