بررسي رفتار امواج طولي بحراني و امواج لمب با تغييرات تنش در نمونه Al1050

Behavior of Critically Refracted Longitudinal and Lamb Waves with Stress Variations in Al 1050 Sample

موج طولي بحراني به معناي انكسار امواج طولي گسيل‌شده از محيط اول در راستاي موازي با سطح محيط دوم است. ارتباط بين تنش و سرعت موج با قانون آكوستوالاستيك بيان مي‌شود. تعيين ضريب آكوستوالاستيك به كمك روابط تئوري به علت نياز به محاسبه ثوابت الاستيك مرتبه دوم و سوم ماده بسيار مشكل است. هدف از اين پژوهش ارايه روشي تجربي براي اندازه‌گيري دقيق ضريب آكوستوالاستيك، بررسي تاثير ضخامت محيط انتشار بر امواج طولي بحراني و در نهايت بررسي امكان اندازه‌گيري تنش در پوسته‌ها و صفحات نازك است. با ارسال موج در سطح ماده و بررسي امواج دريافت شده توسط سنجشگرهاي گيرنده، به گسيختگي و به وجود آمدن گروه‌هاي مختلف در انتشار امواج طولي بحراني پي برده شد. در حالي كه موج ارسالي تنها از يك گروه تشكيل شده است. بررسي نتايج حاصل از اين پژوهش نشان مي‌دهد كه انتشار موج طولي در ضخامت‌هاي كم سبب به وجود آمدن مولفه‌هايي از امواج لمب متقارن و نامتقارن نيز مي‌شود. با اعمال تنش كششي بر ورقي كه در آن موج طولي بحراني ارسال شده است مشخص شد كه تمام گروه‌هايي كه توسط ترانسديوسر گيرنده دريافت مي‌شوند و داراي ماهيت طولي بحراني هستند رفتار يكساني در مقابل تغييرات تنش دارند در حالي كه مولفه‌هاي لمب رفتار متفاوتي در برابر تغييرات تنش از خود نشان مي‌دهند. همچنين بررسي تغييرات زمان انتشار امواج با تغييرات تنش‌هاي كمتر از حد الاستيك نشان مي‌دهد كه در نمونه‌اي با ضخامت 0/5ميلي‌متر، تغييرات زمان پرواز امواج لمب و ، به ترتيب 3/75 و 1/91 برابر تغييرات امواج طولي بحراني است.

Critically refracted longitudinal (Lcr) wave is the refraction of the longitudinal waves emitted from the first medium parallel with the surface of the second medium. The relationship between stress and wave velocity is expressed by acoustoelastic law. The theoretical relations for calculation of the acoustoelastic coefficient are so complex because of the need for measurement of material second and third-order elastic constants. The purpose of this research is the introduction of an accurate experimental method for acoustoelastic coefficient calculation, the effect of thickness of emission environment on the Lcr waves and, finally, the investigation of the stress measurement in shells and thin plates. By transmitting waves at the surface of the substance and investigating the waves received by the receiver transducers, the breakdown and the formation of different groups in the propagation of Lcr waves were detected. While the transmitted wave is composed of only one group. The results of this study show that longitudinal wave propagation in low thickness causes the formation of components of symmetrical and antisymmetric Lamb waves. By applying tensile stress on the sheet in which an Lcr wave was sent, it was determined that all groups received in the middle of the receiver transducer having a critical longitudinal nature behave identically to stress variations, while the Lamb’s components behave differently to stress changes. Also, the study of variations of waves with stress less than yield point (up to 30MPa) shows that in a sample with a thickness of 0.5mm, the variations the flight time of the Lamb’s S0 and A0 waves are 3.75 and 1.91 times the changes in the Lcr waves.