کاربرد روش تداخل‌سنجی لیزری برشی در بازرسی غیر مخرب و تخمین اندازه عیوب صفحه‌ای

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

2 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

10.22044/jsfm.2020.8073.2835

چکیده

تداخل‌سنجی لیزری برشی یا برش‌نگاری یکی از روش‌های نوین بازرسی غیر مخرب است که در تشخیص و تخمین اندازه عیوب زیر سطحی کاربرد دارد. در این پژوهش روش جدیدی برای تخمین اندازه عیوب صفحه‌ای در قطعات با این روش ارائه شده است. به‌منظور صحت‌سنجی و مقایسه روش ارائه‌شده با روش‌های مرسوم و مطالعه اثر عمق عیب و اندازه برش بر دقت اندازه‌گیری، عیوب صفحه‌ای با اندازه و عمق های مختلف و با پارامتر اندازه برش متفاوت آزموده شدند. اندازه عیوب در شرایط مختلف تعیین شده و خطای پیش‌بینی اندازه عیب در هر مورد به دست آمد. همچنین شبیه‌سازی اجزای محدود به‌منظور بررسی تأثیر میزان بارگذاری بر دقت تخمین اندازه عیوب مورداستفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد روش ارائه‌شده قادر به پیش‌بینی اندازه عیب با دقت بیشتری نسبت به روش مرسوم می‌باشد. همچنین تأثیر نسبت اندازه برش و اندازه عیب بر خطای تخمین در روش ارائه‌شده کمتر بوده و بیشترین دقت پیش‌بینی اندازه عیب زمانی حاصل می‌شود که اندازه برش برابر با اندازه عیب باشد. نتایج حاصل از شبیه‌سازی المان محدود نشان داد در روش ارائه‌شده برخلاف روش مرسوم، افزایش زمان بارگذاری بر دقت تخمین اندازه عیب بی‌تأثیر بوده و پارامترهای اندازه‌گیری آن به میزان بارگذاری بستگی ندارد.

کلیدواژه‌ها


[1] Duchene P, Chaki S, Ayadi A, Krawczak P (2018) A review of non-destructive techniques used for mechanical damage assessment in polymer composites. J Mater Sci 1-24.

[2]  Senthil K, Arockiarajan A, Palaninathan R, Santhosh B, Usha K (2013) Defects in composite structures: Its effects and prediction methods–A comprehensive review. Compos Struct 106: 139-149.

[3]  Hung Y (1989) Shearography: A novel and practical approach for nondestructive inspection. J Nondestruct Eval 8(2): 55-67.

[4]  Hung Y, Ho H (2005) Shearography: An optical measurement technique and applications. Mater Sci Eng 49(3): 61-87.

[5]  Liu Z, Gao J, Xie H, Wallace P (2011) NDT capability of digital shearography for different materials. Opt Laser Eng 49(12): 1462-1469.

[6]  Kim G, Hong S, Jhang KY, Kim GH (2012) NDE of low-velocity impact damages in composite laminates using ESPI, digital shearography and ultrasound C-scan techniques. Int J Precis Eng Man 13(6): 869-876.

[7]  Akbari D, Soltani N, Farahani M (2013) Numerical and experimental investigation of defect detection in polymer materials by means of digital shearography with thermal loading. P I Mech Eng B-J Eng 227(3): 430-442.

[8]  Akbari D, Soltani N (2013) Investigation of loading parameters in detection of internal cracks of composite material with digital shearography. World Appl Sci J 21(4): 526-535.

[9]  Peng Y, Liu G, Quan Y, Zeng Q (2017) The depth measurement of internal defect based on laser speckle shearing interference. Opt Laser Eng 92: 69-73.

[10] Lai W, Kou S, Poon C, Tsang W, Ng S, Hung Y (2009) Characterization of flaws embedded in externally bonded CFRP on concrete beams by infrared thermography and shearography. J Nondestruct Eval 28(1): 27-35.

[11] Mohammadi M, Akbari D (2015) Evaluation of sub-surface cracks in polymer matrix composites with laser interferometric method. Iranian Journal of Manufacturing Engineering 2(3): 11-23.

[12] Buchta D, Heinemann C, Pedrini G, Krekel C, Osten W (2018) Combination of FEM simulations and shearography for defect detection on artwork. Strain 54(3): e12269.

[13] Francis D, Tatam R, Groves R (2010) Shearography technology and applications: A review. Meas Sci Technol 21(10): 102001.

[14] Michel F, Moreau V, Rosso V, Habraken S, Tilkens B (2007) Quantification of defect size in shearing direction by shearography and wavelet transform. in Proceeding of International Society for Optics and Photonics 661636.

[15] Hofmann D, Pandarese G, Revel GM, Tomasini EP, Pezzoni R (2008) Optimization of the excitation and measurement procedures in nondestructive testing using shearography. Rev Sci Instrum 79(11): 115105.