15458

كاربرد گسترش امواج هدايت‌شونده لمب و حسگرهاي FBG در تشخيص آسيب در كامپوزيت‌ها

1401

پرفسور محمود مهرداد شكريه و دكتر سياوش كاظمي راد

ويژگي‌هاي منحصرد به فرد كامپوزيت¬ها از جمله نسبت استحكام به وزن بالا كـاربرد ايـن مـواد را در صـنايع گوناگون توسعه داده است. عليرغم ويژگي¬هاي ذكرشده، مواد كامپوزيتي به سبب ماهيـت پيچيـده از جملـه تغيير خواص با تغيير فازهاي تشكيل¬دهنده (فاز تقويت¬كننده و ماتريس)، تأثير لايه¬چيني و نيز كسر حجمـي الياف، داراي خواص بسيار متفاوت هستند؛ كه مطالعه و مدل¬سازي آن¬ها را دشـوار مـي¬كنـد. عـلاوه بـر ايـن عموماً آسيب در كامپوزيت¬ها در زير سطح و به صورت غيرقابل رؤيت رخ مي¬دهد كه به همين دليل بسـياري از روش¬هاي بازرسي را نمي¬توان در اين زمينه به كار برد. از ميان روش¬هاي مختلف¬براي پايش مداوم سلامت سازه و مشخصه¬يابي و شناسايي آسـيب در كامپوزيـت¬هـا، آزمون¬هاي غيرمخرب با استفاده از امواج فراصوت هدايت‌شونده¬ي لمب به دليـل كـم هزينـه بـودن و امكـان تكرارپذيري آزمايش كاربرد بيشتري دارند. با پردازش داده‌هاي حاصله و بررسي تغييرات در پارامترهاي مختلـف امواج منتشرشده در نمونه¬هاي سالم و معيوب مي‌توان به وجود، مكان و شدت آسيب احتمالي پي برد. منحني¬هـاي پراكندگي با توجه به ويژگي-هاي انتشار امواج بدست مي¬آيند و به منظور انتخاب مود موج مناسـب، فركـانس تحريك، تعيين اندازه¬ي مبدل و روش دستيابي و پردازش سيگنال از آنها بهره مي¬گيرند. در كاربردهاي مختلف و بسته به نياز مطرح-شده، از حسگرهاي دريافت¬كننده¬ي سـيگنال گونـاگوني اسـتفاده مي‌شود. در سال¬هاي اخير استفاده از حسگرهاي فيبرنوري به دليـل ويژگـي¬هـايي هم¬چـون ابعـاد كوچـك، انعطاف‌پذيري، حساسيت، دقت و سرعت عمل بالا، زمان پاسخ¬دهي انـدك و سـهولت نصـب در سـطح يـا تعبيه در بين لايه¬ها و ارزان بودن افزايش يافته است. حسگرهاي فيبرنوري از نور پراكنده¬شده در فيبـر بـراي سنجش استفاده مي¬كنند و با توجه به نـوع پراكنـدگي، كاربردهـاي مختلفـي دارنـد. حسـگرهاي فيبرنـوري توزيعي شامل سه دسته‌ي حسگرهاي تـداخل¬سـنج، حسگرهاي بـر اسـاس تـوري و حسگرهاي تـوزيعي مي‌باشند. در اين ميان، حسگرهاي تـوري بـراگ فيبـري (FBG) بـا داشـتن طـول سـنجش بيشـتر، دقـت اندازه‌گيري بالا، صرفه اقتصادي و زمان پاسخ‌دهي كمتر به عنوان بهترين حسگر بـراي اسـتفاده در سـازه‌هـا انتخاب مي¬شوند. حسگرهاي توري براگ فيبري (FBG) به سبب مزايايي چون حساسيت و دقت بالا، زمان پاسخ¬دهي انـدك، ابعـاد كوچك، طول عمر زياد و ... استفاده روزافزوني پيدا كرده¬اند.

6/19/2023 12:00:00 AM

88676

1404/09/12