مطالعه تحلیلی و تجربی استفاده از روش انعکاس ضربه (Impact-Echo) در اندازه‌گیری ضخامت ورق های کامپوزیت الیافی دو جهته

نوع مقاله: مقاله ترویجی

نویسنده

تهران دهکده المپیک بلوار غربی استادیوم آزادی پژوهشگاه صنعت نفت

چکیده

تاکنون از روش انعکاس ضربه[i] برای اندازه‌گیری و ارزیابی غیرمخرب سازه‌های بتنی و سنگی مانند ساختمان‌ها، پل‌ها و باندهای فرودگاه استفاده شده است، اما در این مقاله برای اولین بار کاربرد این روش در اندازه‌گیری و تعیین ضخامت ورق‌های کامپوزیتی به صورت تحلیلی و تجربی بررسی شده است. سازه‌های کامپوزیتی دارای کاربری گسترده‌ای در صنایع مختلف هستند و نیاز به بازرسی و اندازه‌گیری ضخامت آنها همواره احساس می‌شود. این روش می‌تواند ضخامت قطعات کامپوزیتی را سریع و حتی در مواردی که دسترسی به یک سمت قطعه وجود دارد، تعیین کند. برای این منظور ورق‌های کامپوزیتی ساخته شده از فیبر شیشه (E-Glass) و اپوکسی بهصورت لایه‌گذاری دستی و با درنظر گرفتن ویژگی‌های ایزوتروپیک در ضخامت‌های مختلف ساخته و به صورت عددی مدل شده‌اند تا اثر ضخامت بر روی نتایج به‌دست آمده مشخص شود. نتایج حاصل از تحلیل فرکانسی امواج و همچنین تحلیل المان محدود حرکت موج با نتایج به‌دست آمده از دستگاه به منظور بررسی دقت، صحت و تکرارپذیری نتایج مقایسه شده­اند. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد بین ضخامت‌های واقعی اندازه‌گیری شده ورق‌ها و ضخامت‌های به‌دست آمده از روش تحلیلی و دستگاه Impact-Echo نزدیکی قابل قبولی وجود دارد و استفاده از این روش در بازرسی قطعات کامپوزیتی امکان‌پذیر بوده و می‌توان بر روی گسترش کاربرد آن در مطالعات آتی به عنوان یک روش آزمون غیرمخرب (NDT) برای قطعات کامپوزیت متمرکز شد.



[i]. Impact-Echo

کلیدواژه‌ها


[1] Sansalone, M J. and Streett, W B., “Impact-Echo: Nondestructive Evaluation of Concrete and Masonry”, Ithaca, NY: Bullbrier Press, 1997.

[2] Kim, D. S., Kim, H. W. y Kim W. C., “Parametric study on the impact-echo method using mock-up shafts”, NDT&E International, 2002, Vol.35, PP.595-608.

[3] Stavroulakis, G. E., "Impact-echo from a unilateral interlayer crack. LCP–BEM modelling and neural identification", Engineering fracture mechanics, 1999, Vol.62, no.2-3, pp.165-184.

[4] Villain, Géraldine, Loïc Le Marrec, and Lalaonirina Rakotomanana, "Determination of the bulk elastic moduli of various concretes by resonance frequency analysis of slabs submitted to impact echo", European Journal of Environmental and Civil Engineering, 2011, Vol.15, no.4, pp.601-617.

[5] Wang, Jin-Jun, Ta-Peng Chang, Bo-Tsun Chen, and Helsin Wang, "Determination of Poisson's ratio of solid circular rods by impact-echo method", Journal of Sound and Vibration, 2012, Vol.331, no.5, pp.1059-1067.

[6] Hsiao, Chiamen, Chia-Chi Cheng, Tzunghao Liou, and Yuanting Juang, "Detecting flaws in concrete blocks using the impact-echo method", NDT & E International, 2008, Vol.41, no.2, pp. 98-107.

[7] Mori, K., A. Spagnoli, Y. Murakami, G. Kondo, and I. Torigoe, "A new non-contacting non-destructive testing method for defect detection in concrete", NDT & E International, 2002, Vol.35, no.6, pp.399-406.

[8] Cheraghpour, Farzad, Masoud Vaezi, Hesam Eddin Shoori Jazeh, and S. Ali A. Moosavian, "Dynamic modeling and kinematic simulation of Stäubli© TX40 robot using MATLAB/ADAMS co-simulation", In 2011 IEEE International Conference on Mechatronics, 2011, pp.386-391.

[9] Fan, Zhaoyan, Robert X. Gao, Navid Asadizanjani, and David O. Kazmer, "Acoustic wave-based data transmission for multivariate sensing", IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2013, Vol.62, no.11, pp.3026-3034.

[10] Ghomi, M. Tabatabaee, Jafar Mahmoudi, and M. Darabi, "Concrete plate thickness measurement using the indirect impact-echo method", Nondestructive Testing and Evaluation, 2013, Vol.28, no.2 pp.119-144.

[11] Mott, P. H., and C. M. Roland, "Limits to Poisson's ratio in isotropic materials—general result for arbitrary deformation", Physica Scripta, 2013, Vol.87, no.5, pp.055404.

[12] Cheng, Chia-Chi, Yiching Lin, Chia-Men Hsiao, and Hsiang-Chieh Chang, "Evaluation of simulated transfer functions of concrete plate derived by impact-echo method", NDT & E International, 2007, Vol.40, no.3, pp.239-249.

[13] Cheng, Chia-Chi, Yiching Lin, Chia-Men Hsiao, and Hsiang-Chieh Chang, "Evaluation of simulated transfer functions of concrete plate derived by impact-echo method", NDT & E International, 2007, Vol.40, no.3, pp.239-249.