طراحي و مدلسازي آزمون فراصوت آرايه فازي و شبيه سازي انتشار دسته پرتو امواج فراصوتي در ورق فلزي به كمك نرم افزار اجزاي محدود آباكوس

Design and Modeling of Ultrasonic Phased Array Testing and Ultrasonic waves propagation Simulation in Metal Plate by Finite Element Software (ABAQUS)

از روش هاي نوين آزمون و ارزيابي هاي غيرمخـرب فراصـوتي، استفـاده از پروب هـايي با چند المان تحريـك پذير جهت انتشار امواج در ماده مي باشـد. پروب آرايه فازي خطي، نوعي از پروب هاي آرايه فازي است كه چينش المان ها در آن به طور رديفي در امتداد يك خط مي باشد. در اين پژوهش، ضمن معرفي آزمون هاي غيرمخرب فراصوت آرايه فازي، با ارائه ي ملاحضات حل معادله موج به كمك اجزا محدود و با استفاده از نرم افزار آباكوس، آزمون فراصوت آرايه فازي با يك پروب 8 الماني خطي مدلسازي مي شود. انتشار دسته پرتو امواج فراصوتي در نمونه به دو صورت مستقيم و مورب شبيه سازي خواهد شد كه اساس پايش مستقيم و قطاعي هستند. از مهمترين نكاتي كه بايد در شبيه سازي انتشار دسته پرتو امواج فراصوت با المان هاي متعدد لحاظ شود، اعمال تاخير زماني تحريك هر المان با توجه به جهت انتشار موج مي باشد. در اين مقاله به نحوه ي محاسبه ي تاخيرهاي زماني اشاره مي شود. جهت راستي آزمايي نتايج آباكوس، بخشي به عنوان صحت سنجي در اين مقاله ارائه مي شود. استفاده از روش اجزا محدود و نتايج آن علاوه بر بهبود درك مفاهيم آزمون فراصوت آرايه فازي، طراحي آزمون با فرض شرايط مختلف كه در نتيجه ي آزمون تاثير گـذار مي باشند، با صرف حداقل هزينه و زمان ممكن مي شود.

Ultrasonic Phased Arrays are an emerging technology in nondestructive testing and evaluation. The type of linear phased array probe is a prevailing type in which elements are placed side by side and longitudinally. In this paper ultrasonic phased array testing (UPAT) is introduce and in order to modeling and design UPAT consideration of wave equation solution by Finite Element is proposed. ABAQUS 6.14 is used as finite element software. Wave propagation in two form is simulated, straight and inclined. Direct and sectorial scanning is based on these forms of waves propagation. Time delay is the most important issue that should be considered in UPAT modeling. Results of simulation is verified by comparing previous research in UT field. Finally, results in additional to proposed the obvious view of UPAT, it's so useful for properly design probes and defect detection UPAT devices. Using finite element methods in this field is cost and time effective.