استفاده از تبدیل موجک در فرایند پایش سلامت سازه‌های ورقی کامپوزیتی با استفاده از امواج فراصوت هدایت‌شده

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 استاد دانشکدة مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

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

چکیده

طراحی و ایجاد یک سامانة پایش سلامت سازه‌ای مبتنی بر امواج فراصوت هدایت‌شده، با استفاده از مبدل‌های پیزوالکتریک با نقش دوگانه محرک و حسگر، به‌منظور شناسایی خرابی در ورق کامپوزیتی از جنس پلیمر تقویت‌شده با الیاف کربن در این پژوهش، تشریح و ارائه گردیده و همچنین نتایج حاصل از آن با هدف تعمیم و توسعة این روش برای شناسایی خرابی در موقعیت‌های مشابه دیگر، تحلیل و ارائه شده است. بررسی رخداد تغییرات در ویژگی‌های سیگنال امواج فراصوت هدایت‌شده به‌دلیل پیدایش خرابی، در هنگام انتشار این امواج در سازه، می‌تواند به شناسایی و تعیین مشخصات خرابی و عیوب سازه‌ای منجر شود. به‌کارگیری مفاهیم و روش‌های پیشرفته پردازش سیگنال در حوزة زمان و همچنین حوزة تلفیقی زمان و فرکانس، نظیر تبدیل موجک با هدف استخراج و مقایسة ویژگی‌های سیگنال امواج منتشر شده در سازه در دو حالت سالم و معیوب، همراه با طراحی شاخص خرابی متناسب با تغییرات سیگنال امواج، برای تعیین شدت نسبی خرابی در ورق تحت بررسی، از ویژگی‌های پژوهش حاضر محسوب می‌شود.

کلیدواژه‌ها


[1] Aurtar K. Kaw, Mechanics of composite Materials, CRC Press, 2006.

[2] Ben, Ratnam, Yang, Ultrasonic based method for damage identification in composite materials, Springer Science and Business Media, B.V., 2012.

[3] Bing Li, Lin Ye, Zheng Li, Zhaoyang Ma, and Hamed Kalhori, Quantitative identification of delamination at different interfaces using guided wave signals in composite laminates, Journal of Reinforced Plastics and Composites (2015): 0731684415593815.

[4] Holger Speckmann, Henrik Roesner, Structural Health Monitoring: A Contribution to the Intelligent Aircraft Structure, ECNDT-Tu.1.1.1, 2006.

[5] Victor Giurgiutiu, Structural Health Monitoring, Academic Press, 2007.

[6] Daniel Balageas, Claus-Peter Fritzen, Alfredo Güemes, Structural Health Monitoring, 2006.

[7] Zhongqing, Su, Lin Ye, Identification of damage using Lamb waves: from fundamentals to applications, Vol. 48. Springer Science & Business Media, 2009.

[8] Z. Su, X. Wang, Z. Chen, L. Ye, A hierarchical data fusion scheme for identifying multi-damage in composite structures with a built-in sensor network, Smart Materials and Structures, 2007.

[9] Z. Su, Lin Ye, Xiongzhu Bu, A damage identification technique for CF/EP composite laminates using distributed piezoelectric transducers, 2002.

[10] J. L. Rose, Ultrasonic Waves in Solid Media, Cambridge University Press, 2014.

[11] Standard, ASTM Standard test method for tensile properties of polymer matrix composite materials, ASTM D3039/D3039M, 1995.

[12] MATLAB Language Reference, The language of technical computing, MathWorks, Inc. 2008.

[13] L. Wang, F. G. Yuan, Group velocity and characteristic wave curves of Lamb waves in composites: modeling and experiments, Composites Science and Technology, Vol. 67, pp. 1370-1384, 2007.

[14] S. T. Karris, Signal and Systems with MATLAB Computing and Simulink modelling, 2014.

[15] The Math Works, MATLAB, Inc, Wavelet Toolbox (User’s Guide), version R2015b.

[16] C. Torrence, G. Compo, A Practical guide to wavelet analysis, American Meteorological Society, 1998.

[17] Liu, Xinglong, Chengxu Zhou, Zhongwei Jiang, Damage localization in plate-like structure using built-in PZT sensor network, Smart Structures and Systems, 2012.

[18] Wang, Dong, et al. Quantitative identification of multiple damage in laminated composite beams using A0 Lamb mode, Journal of Composite Materials, 2011.