بكارگيري روش آكوستيك اميشن جهت شناسايي كسر جرمي مواد بكار رفته در كامپوزيت هاي پليمري بر اساس تحليل موجك بسته اي

Using acoustic emission to assess mass fractions of composite materials based on wavelet packet analysis

روش‌هاي سنتي بكار گرفته شده براي تخمين كسر جرمي در مواد كامپوزيتي، اغلب نياز به آماده‌سازي و برش سطح مقطع نمونه دارد بطوري كه اين فرايندها باعث ايجاد آسيب در ساختار مواد مي‌شود. در اين مقاله روش غيرمخرب آكوستيك اميشن به همراه تحليل موجك بسته اي براي ارزيابي درصد جرمي مواد كامپوزيتي از جنس گرافيت / اپوكسي استفاده شده است. معيار مورد استفاده در اين كار بر اساس پارامتر تضعيف سيگنالهاي آكوستيكي براي نمونه‌هاي كامپوزيتي با درصد جرمي هاي مختلف است. روابط بين ضرايب تضعيف دامنه و انرژي سيگنال ها و همچنين درصد هاي جرمي مختلف، در دوحالت مجزا: يكي براي سيگنال‌هاي اصلي در كل دامنه فركانسي و ديگري براي همان سيگنال با روش موجك بسته اي حاصل مي‌شود. بعلاوه براي آزمايش مدل و اعتبارسنجي روابط بدست آمده از دو نمونه با درصد جرمي متفاوت از گرافيت در داخل رزين اپوكسي استفاده مي‌شود. نتايج گوياي اين است كه هر چقدر درصد گرافيت در ساختار كامپوزيت پايين باشد ميزان تضعيف كمتر است. مشخصه حاصل براي تضعيف سيگنال بدست آمده از روش موجك بسته اي براي تشخيص درصد جرمي، در بازه فركانسي kHz 125 تا kHz 171.85، نسبت به مشخصه تضعيف سيگنال اصلي مناسب تر است. بطوري كه مقدار خطاي بدست آمده از محاسبه درصد جرمي با روش موجك بسته اي برابر با 9/1%، در حالي كه براي سيگنال اصلي اين مقدار برابر با 75/4% مي‌باشد. بنابراين روش آكوستيك اميشن يك روش غيرمخرب كارآمد در جهت ارزيابي مقدار درصد جرمي كامپوزيت ها مي تواند بكار گرفته شود.

Materials are often damaged during the process of detecting mass fractions by traditional methods. In this work, acoustic emission (AE) technology combined with wavelet packet analysis is used to evaluate the mass fractions of graphite/epoxy composites. Attenuation characteristics of AE signals across the composites with different mass fractions are investigated. The AE signals are decomposed by wavelet packet technology to obtain the relationships between the energy and amplitude attenuation coefficients of feature wavelet packets and mass fractions as well. Furthermore, the relationship is validated by test samples. The results show that the lower proportion of graphite will correspond to less attenuation. The attenuation characteristics of feature wavelet packets with the frequency range from 125 kHz to 171.85 kHz are more suitable for the detection of mass fractions than those of the original AE signal. The error of the graphite mass fraction calculated by the feature wavelet packet (1.9%) is lower than that of the original signal (4.75%). Therefore, the AE detection based on wavelet packet analysis is an ideal NDT method to evaluate mass fractions of composite.