بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله هدف کالیبره کردن سیگنال آکوستیکی است که از برخورد یک گوی بر سطح یک ورق ایجاد شده است، بوده است. منظور از کالیبره کردن این امواج ایجاد این امکان است که بتوان این کار را به صورت معکوس انجام داد یعنی با دریافت این سیگنال از یک منبع بتوان ارتفاع سقوط گوی را بدست آورد و به این ترتیب مانع ایجاد مشکلاتی از قبیل ایجاد تغییر شکل پلاستیک و همچنین ایجاد فرو رفتگی در ورق شد. علاوه بر آن با بررسی نتایج این کالیبراسیون انرژی لازم برای ایجاد تغییر شکل پلاستیک در آلومینیوم بدست آمد که به شکلی تست غیر مخرب برای بررسی عدم یا ایجاد تغییر شکل پلاستیک بوده است.در این نمونه با دریافت 0,1 ژول انرژی آکوستیکی ضربه ای قطعه وارد محدوده ی پلاستیک شده است.
مقدمه
با گسترده تر شدن استفاده از روش غیر مخرب شناختن پارامتر های مختلف ، محدودیت ها و ویژگی های هر یک از روش های غیر مخرب ضروری تر می شود. آکوستیک امیشن به عنوان یکی از روش های متداول و پیشرفته در میان روش های غیر مخرب خروجی های مختلفی از فرایند تست ارائه می کند و یکی از این خروجی ها انرژی سیگنال دریافت شده توسط سن سور می باشد. که اگر چه با منبع انرژی ارتباط دارد ولی به علت پیچیدگی انتشار امواج در محیط و تداخل آن ها و همچنین پارامترهای بسیار متنوع که بر این ارتباط تاثیر می گذارد نیازمند تست های بسیار متنوع و فراوانی است تا بتوان این رابطه ی را کمی و کیفی بیان نمود. در این تحقیق به مطالعه این رابطه با شرایط آزمایشگاهی زیر پرداخته شده است:
Plate -1 آلومینیومی 6061 به صورت استوانه ای به شعاع 30mm و ارتفاع 25mm
-2 ایجاد انرژی از طریق برخورد به وسیله رها کردن ساچمه های فولادی7 1 و 14 و22 گرمی
-3 فاصله ی سن سور از محل برخورد ساچمه ها ثابت و برابر 30 میلیمتر است. در آزمایش انجام شده اختلاف ارتفاع توپ - ارتفاع رها شدن منهای ارتفاع بالا آمدن توپ - به عنوان معیار انرژی داده شده - mgh - و انتگرال زیر نمودار ولتاژ - زمان در سیگنال گرفته شده از نرم افزار دستگاه آکوستیک امیشن به عنوان انرژی حس شده توسط سن سور آکوستیک در نظر گرفته شده است.
نمای کلی دستگاه
در ادامه نمای شماتیک ستاپ ساخته شده مشاهده می شود که شامل سن سور آکوستیکی، پایه ی دستگاه که خط کش مندرج ، دوربین و صفحه ی آلومینیومی را نگه می دارد، می باشد. لازم به ذکر است که آزمایش باید در مکانی آرام و ساکن انجام شود تا خروجی ها با واقعیت تطابق داشته باشند. نحوه ی انجام تست تست بال دراپ شامل رها کردن یک گوی از ارتفاعات مشخص است که در اثر برخورد این گوی با فلز پایین تغییرات مورد نظر و خروجی های مورد نیاز بر حسب نوع آزمایش گرفته می شود.
ما در آزمایش خود علاوه بر انرژی آکوستیکی هر ضربه میزان بازگشت توپ را هم اندازه گیری می کنیم. این کار با استفاده از یک دوربین با کیفیت بالا صورت می گیرد که با استفاده از نرم افزار ulead حرکت کند می شود و ارتفاع برگشت توپ محاسبه می شود . این کار برای ارتفاعات مختلف و گوی هایی با وزن های متفاوت انجام می شود.
با چرخش ضامنی که شامل آهنربای مغناطیسی می باشد، گوی از ارتفاع مشخص سقوط می کند. قبل از آن، سن سور آکوستیک به قطعه ی مورد بررسی وصل شده. نحوه ی اتصال به گونه ای است که امواج طولی دریافت شود و همچنین نرم افزار آکوستیک هم Run شده است. باید در تنظیم های اولیه نرم افزار فرکانس را تا حدی زیاد کنیم که دیگر موج اضافه دریافت نکنیم که در این آزمایش این فرکانس روی40 db قرار گرفته بود. در ضمن دوربین هم شروع به فیلم برداری می کند. باید دوربین به صورت عمود فیلم برداری کند تا اشتباهات به حداقل برسد. حال همه چیز برای انجام آزمایش حاضر است.
با چرخاندن ضامن گوی سقوط می کند و به قطعه می خورد. با دست از برخورد دوباره ی گوی به صفحه جلوگیری می کنیم تا در نتایج اعداد اضافه نداشته باشیم بعد فیلم برداری را متوقف کرده و نرم افزار را Pause کرده و خروجی ها به صورت Excel ذخیره می شود. آزمایش برای 3 گوی با وزن های 7و 14 و22 گرم انجام شده که برای هر کدام 10 بار آزمایش تکرار شده - در ارتفاعات مختلف - و نتایج ذخیره شده ، همچنین بعد از هر برخورد قطر حفره ی ایجاد شده را با میکروسکوپ محاسبه و بدست میآوریم. چون قطعه ی مورد نظر ما برای آزمایش آلومینیوم 6061 بوده نیاز به استفاده از ارتفاعات بالا نیست و حداکثر ارتفاع، 30cm در نظر گرفته می شود.
خروجی های آکوستیک امیشن ، تصاویر و جداول در این قسمت و در ادامه به بررسی خروجی های آزمایش همچنین ارتباط بین سیگنال آکوستیکی و اختلاف ارتفاع گوی برگشتی می پردازیم. برای کسب اطلاعات دقیق تر از سه ساچمه با وزن های مختلف استفاده شده که در جدول زیر وزن های آن ها آمده است. برای هر توپ حداقل 10 ارتفاع سقوط در نظر گرفته شده و آزمایش را آغاز می کنیم. برای توپ اول، ابتدا از ارتفاع 5 سانتی متری توپ را رها می کنیم و انرژی حاصل را save می کنیم و ارتفاع برگشت گوی را هم با استفاده از فیلم برداری بدست می آوریم و این کار را برای ارتفاعات مختلف تکرار می کنیم. که در جدول زیر هر سه مورد در ارتفاعات مختلف آمده است.
