ارزيابي استوانه هاي مجاور جاسازي شده در ماتريس الاستيك با استفاده از روش MIIR پالس كوتاه

Evaluation of embedded adjacent cylinders in elastic matrix using short-pulse MIIR technique

در اين مقاله به بررسي و مطالعه استفاده از تئوري پراكندگي تشديد (RST) در ارزيابي استوانه‌هاي الاستيك جاسازي شده در يك محيط جامد الاستيك پرداخته مي شود. بدين منظور از طيف سنجي تشديد فراصوتي بر روي نتايج حاصل از شبيه سازي المان محدود پراكندگي امواج فراصوتي از استوانه هاي الاستيك جاسازي شده در ماتريس جامد تحت تابش امواج صفحه اي استفاده مي گردد. تعيين مودها و فركانسهاي تشديد در طيف پراكندگي بازگشتي با استفاده از تكنيك تفكيك و شناسايي تشديد پالس كوتاه اصلاح شده (short-pulse MIIR) برروي امواج پراكندگي بازگشتي شبيه سازي شده در روش المان محدود با درنظر گرفتن اثرات فركانسي سيستم اندازه گيري انجام مي شود. مقايسه نتايج بدست آمده از اين روش، در فركانسها و مودهاي تشديد، با نتايج آزمايشگاهي و تحليل رياضي نشان دهنده صحت مدل ارائه شده است. با استفاده از اين روش طيف تشديد پراكندگي بازگشتي از دو استوانه مجاور جاسازي شده در محيط الاستيك تحت تابش موج صفحه اي فراصوتي محاسبه و ترسيم گرديده است. سپس چگونگي تاثير فاصله استوانه هاي مجاور و موقعيت قرارگيري ترنسديوسر گيرنده بر فركانسها و مودهاي تشديد بدست آمده از امواج مختلف مورد بررسي و ارزيابي قرار گرفته است. بررسي نتايج بدست آمده از طيف پراكندگي تشديد دو استوانه فولادي مجاور نشان مي دهد تغيير فاصله دو استوانه موجب تغيير فركانس تشديد مود n=4 و تغيير موقعيت ترنسديوسر گيرنده موجب تغيير فركانس تشديد در مودهاي n=3 و n=4 مي‌گردد.

In this paper, evaluation of cylindrical targets embedded in an elastic matrix is studied using resonance scattering theory (RST). For this purpose, the finite element simulation of ultrasonic wave scattering from the embedded cylinders propagated in elastic matrix is used for resonance ultrasonic spectroscopy (RUS). To involve the frequency effects of measurement system, the modified short-pulse method of isolation and identification of resonances (MIIR) is employed to calculate the resonance modes and frequencies of the elastic target. To examine the validity of the proposed method the backscattered resonance spectrum for an embedded steel cylinder in an epoxy matrix is calculated and the numerical results are compared with the experimental and mathematical results. The FE-based resonance ultrasonic spectroscopy method is employed to investigate the behavior of far field backscattered resonance frequency spectrum for two embedded adjacent elastic cylinders. Using the proposed method to calculate the backscattered resonance spectrum from two embedded adjacent cylinders, it was shown that changing the center-to-center distance of adjacent cylindrical targets shifts the 𝑛=4 resonance frequency and changing the receiver position affect the 𝑛=3 and 𝑛=4 resonant mode frequencies.