استخراج مدهاي مختلف انتشار موج لمب در يك ورق آلومينيوم چسبيده شده به ورق كامپوزيت توسط اجزا محدود و آزمايش

Calculating the Lamb wave modes in an aluminum sheet bonded to a composite layer with FEM and experiment

در اين مقاله با استفاده از انتشار موج لمب، نمودار پخشي (نموداري كه مدهاي مختلف را نشان مي‌دهد) براي ورق آلومينيوم متصل به ورق كامپوزيت بدست آورده مي شود. به اين منظور ابتدا با استفاده از نرم‌افزار المان محدود آباكوس، انتشار موج لمب شبيه سازي مي شود و سپس با تبديل فوريه دو بعدي سيگنال هاي خروجي، نمودار پخشي بدست مي آيد. در ادامه براي بررسي صحت نمودار پخشي، نمونه اي متشكل از يك ورق آلومينيوم متصل به ورق كامپوزيت آزمايش مي‌شود. براي ايجاد مد هاي مختلف از پروب زاويه متغبر با فركانس مركزي 2 مگاهرتز استفاده مي شود. با استفاده از فاصله سيگنال هاي ورودي و خروجي و همچنين فاصله پروب‌ها، سرعت گروه اندازه گيري مي شود. مقايسه مد هاي متناظر بدست آمده از نتايج المان محدود و آزمايش، نشان مي دهد كه سرعت گروه بدست آمده براي هر دو يكسان است. بنابراين سيگنال حاصل از آزمايش، مربوط به مد متناظري است كه از شبيه‌سازي بدست آمده است. نتايج شبيه‌سازي براي سه مد اول موج لمب انجام شده است كه به كمك آزمايش دو مد اول صحت‌سنجي شده‌اند.

This research develops a Lamb wave technique to determine the dispersion curves of a two layered bonded component: an aluminum sheet attached to a composite layer by means of a cohesive. A commercial finite element code (Abaqus Explicit) is used to determine the dispersion curves of the Aluminum-cohesive-composite multilayer component. The finite element model includes three plain strain layers that the middle one is cohesive. Then a lamb wave is propagated in the model and some output signals are received. The dispersion curves are obtained by using 2D Fourier transformation of finite element model output signals. In addition, to produce various modes, experiments are carried out on a composite-aluminum assembly using two 2 MHz variable angle transducers. Comparison of modes obtained from finite element method and experiments shows that group velocities are almost identical. Hence, good agreement between finite element method results and experimental results indicates that finite element is reasonably accurate for determination of dispersion curves.