مقايسه روش‌هاي برشنگاري استروبوسكوپيك و برشنگاري زمان ميانگين در ارزيابي غير مخرب

Comparison of Stroboscopic Shearography and Time-Average Shearography Methods for Nondestructive Testing

روش برشنگاري روش نوري قدرتمندي است كه قابليت محاسبه مشتقات جابجايي، كرنش­هاي سطحي و بازرسي غير مخرب را در انواع مواد داراست. روش­هاي برشنگاري زمان ميانگين و برشنگاري استروبوسكوپيك از روش­هاي آزمايشگاهي هستند كه به­منظور مطالعه تمام­ميداني مودهاي ارتعاشي توسعه داده شده­اند. در اين مقاله با توسعه چيدمان برشنگاري با امكان بازرسي غير مخرب به روش­هاي برشنگاري زمان ميانگين و برشنگاري استروبوسكوپيك به مقايسه قابليت­هاي اين روش­ها در تشخيص عيوب پرداخته شده است. به‌منظور اعمال بارگذاري ارتعاشي، چيدمان ارائه شده به سيستم تحريك پيزوالكتريك مجهز شده است. بازرسي غير مخرب به روش­هاي برشنگاري زمان ميانگين و برشنگاري استروبوسكوپيك با تغيير فركانس تحريك پيزوالكتريك انجام شد. روش برشنگاري استروبوسكوپيك در بازه­هاي فركانسي بين 1300 تا 1600 هرتز، 6000 تا 8000 هرتز و 12600 تا 13300 هرتز عيب را با موفقيت آشكارسازي نمود، در حالي كه برشنگاري زمان ميانگين فقط در بازه­هاي 6000 تا 8000 هرتز و 12900 تا 13100 هرتز توانايي تشخيص عيب را داشت. بررسي و مقايسه نتايج روي قطعه پروپليني با عيبي با قطر 10 ميليمتر توانمندي و قابليت روش برشنگاري استروبوسكوپيك را نسبت به برشنگاري زمان ميانگين در بازرسي غير مخرب نشان مي­دهد. وضوح هاله­هاي روش برشنگاري استروبوسكوپيك در تمامي فركانس­هاي تحريك بالاتر از روش زمان ميانگين است و روش استروبوسكوپيك قابليت تشخيص عيب در بازه­هاي فركانسي بسيار گسترده­تري را داراست كه باعث مي­شود ريسك عدم تشخيص عيب در كاربردهاي صنعتي بسيار كاهش يابد.

Shearography is a powerful optics method, which is capable of measuring derivatives of displacement, surface strains, and nondestructive testing. Time-average shearography and stroboscopic shearography have been developed for full-field vibration analysis. In this paper, the capability of time-average shearography and stroboscopic shearography for nondestructive testing has been compared using a proposed shearography configuration. In order to generate vibration, the proposed experimental system was equipped with a piezoelectric excitation mechanism. The time-average and stroboscopic shearography inspections were carried out by sweeping the excitation frequency of the piezoelectric. Stroboscopic shearography successfully detected the defect in the frequency ranges of 1300-1600, 6000-8000 Hz and 12600-13300 Hz, while time-average shearography detected the defect only in the frequency ranges of 6000- 8000 Hz, and 12900-13100 Hz. The results of inspections of propylene specimen with a 10 mm circular hole indicated that stroboscopic shearography provides a more reliable assessment than time-average shearography. Compared to time-average shearography, stroboscopic shearography gives more clear fringes in the all frequency range. In addition, stroboscopic shearography could recognize the defect in wider frequency ranges.