اندازه گيري ضريب آكوستوالاستيك در يك آلياژ فلزي پايه آهن براساس تئوري آكوستوالاستيسيته به منظور ارزيابي تنش

Measurement of Acoustoelastic Constant in Iron-Base Alloy Based on Acoustoelasticity Theory for Stress Evaluation

در اين پژوهش توانايي روش اولتراسونيك با بهره گيري از امواج طولي با زاويه شكست بحراني كه به اختصار از آنها با نام امواج Lcr نيز در مقالات علمي ياد شده است، نسبت به ميزان تنش هاي مختلف در ناحيه الاستيك بررسي و رابطه اي شامل مقدار ضريب آكوستوالاستيك براي آن ارايه شد. براي اين منظور مشخصات دقيق عناصر تشكيل دهنده نمونه فلزي با استفاده از آزمون كوانتومتري به دست آمد و مقادير متفاوتي از تنش هاي طولي با استفاده از دستگاه كشش تك محوره درون نمونه فلزي به وجود آمد، سپس به منظور اندازه گيري تنش طولي با استفاده از امواج Lcr ، نگهدارنده اي براي پروب هاي نرمال 2مگاهرتزي براساس قانون اسنل ساخته شد و با ارسال اين امواج، ميزان تنش موجود در عمق مشخصي از سطح قطعه و براساس تئوري آكوستوالاستيسيته مورد بررسي قرار گرفت. با اندازه گيري زمان رفت و برگشت اين امواج، براي فلزي كه عناصر تشكيل دهنده آن به دست آمد، رابطه اي به منظور برآورد ميزان تنش موجود در محدوده الاستيك (مقدار ضريب آكوستوالاستيك) حاصل گشت، همچنين يكي از عوامل به وجود آورنده خطا در اين آزمون معرفي شد. به منظور اعتبارسنجي، روند داده هاي حاصله همچون صعودي يا نزولي بودن سرعت امواج يا زمان پرواز (بسته به نوع اندازه گيري) و ميزان آنها در تطابقي كاملا منطقي با روند و ميزان داده هاي ديگر پژوهشگران كه براي فلزات ديگر به دست آورده بودند قرار داشت كه اين نشان از دقت بالاي تئوري آكوستوالاستيسيته براي اندازه گيري تنش بود.

This study aims to investigate the ability of ultrasonic method by using critically refracted longitudinal (LCR) wave for measuring stress in the elastic phase of an iron-base alloy and a an equation includes of acoustoelastic constant was provided. For this purpose, extract detail of metal alloy components was achieved by use of quantometer analysis testing and . In order to send and receive the LCR wave into the samples, the investigation leads to design a unique type of ultrasonic fixture. The fixture was made based on Snell’s law that only in one part. In the next step, different amounts of stress were applied to the specimens by using a uniaxial tensile testing machine and record stress-strain curve data. To this end, more than three metal samples were used in the study. Measurement of longitudinal applied stress by ultrasonic method was done by using 2MHz probes based on Acoustoelasticity theory and close to the surface of the samples. After conducting the experimental tests, the results indicated that there was a significant relation between stress and time of flight and wave speed in the elastic phase of the used sample. Every material has a unique acoustoelastic constant that can determine stress value by having times of flight wave. The conclusions of the study provide a gradient of a line that known as an acoustoelastic constant. Finally, by comparing the results of the used method with other researchers results, findings showed that there were good agreements between them which shows the good capability of acoustoelasticity theory in the measurement of stress.