ترجمه فارسی عنوان مقاله
افزایش دامنه سیگنال موج سطحی EMATها براساس تحلیل شبیهسازی 3 بعدی و روش آزمون متعامد
عنوان انگلیسی
Enhancement of signal amplitude of surface wave EMATs based on 3-D simulation analysis and orthogonal test method
کد مقاله | سال انتشار | تعداد صفحات مقاله انگلیسی |
---|---|---|
10541 | 2013 | 7 صفحه PDF |
منبع
Publisher : Elsevier - Science Direct (الزویر - ساینس دایرکت)
Journal : NDT & E International, Volume 59, October 2013, Pages 11–17
فهرست مطالب ترجمه فارسی
چکیده
کلیدواژهها
1. مقدمه
2. تحلیل شبیهسازی 3 بعدی
شکل 1. فرایند جاری موج سطحی EMAT بر سطح آلومینیومی.
شکل 2. مدل فیزیکی سه بعدی موج سطحی EMAT. (a) کل مدل و (b) مدل کویل و صفحه.
شکل 3. توزیع مولفههای و در جهتهای x, y و z در صفحه آلومینیومی. (a) توزیع ، (b) توزیع ، (c) توزیع ، (d) توزیع ، (e) توزیع و (f) توزیع
شکل 4. توزیع موجهای سطحی تهییج شده توسط نیروی لورنتز با توجه به میدان مغناطیسی ایستا.
شکل 5. توزیع موجهای سطحی تهییج شده توسط نیروی لورنتز مربوط به میدان مغناطیسی پویا.
3. طرح بهینه EMATها
شکل 6. تغییر دامنه موج سطحی در راستای محور پرتو صوتی.
جدول 1ـ بازه تغییر پارامترهای EMAT
جدول 2 ـ آزمون آرایه متعامد برای موج سطحی EMATها.
شکل 7. پارامترهای هندسی EMAT.
جدول 3ـ تحلیل نتیجه آزمون متعامد.
شکل 8. تاثیر تغییر پارامترهای طراحی EMAT بر دامنه موجهای سطحی مربوط به
4. بحث
شکل 9. عنصر خط AB بر سطح صفحه آلومینیومی تحت EMAT
شکل 10. و از EMAT بهینه شده در راستای عنصر خط AB. (a) نیروی لورنتز و (b) میدان مغناطیسی ایستا.
شکل 11. تاثیرگذاری پارامترهای EMAT بر دامنه سیگنال ماوراء صوت مربوط به .
شکل 12. مقایسه سیگنالهای موج سطحی بین EMATهای اصلی و بهینه شده. (a) EMAT اصلی و (b) EMAT بهینه شده.
جدول 4ـ مقایسه دامنه سیگنال بین EMATهای اصلی و بهینه.
5. آزمایشها
6. نتیجهگیری
کلیدواژهها
1. مقدمه
2. تحلیل شبیهسازی 3 بعدی
شکل 1. فرایند جاری موج سطحی EMAT بر سطح آلومینیومی.
شکل 2. مدل فیزیکی سه بعدی موج سطحی EMAT. (a) کل مدل و (b) مدل کویل و صفحه.
شکل 3. توزیع مولفههای و در جهتهای x, y و z در صفحه آلومینیومی. (a) توزیع ، (b) توزیع ، (c) توزیع ، (d) توزیع ، (e) توزیع و (f) توزیع
شکل 4. توزیع موجهای سطحی تهییج شده توسط نیروی لورنتز با توجه به میدان مغناطیسی ایستا.
شکل 5. توزیع موجهای سطحی تهییج شده توسط نیروی لورنتز مربوط به میدان مغناطیسی پویا.
3. طرح بهینه EMATها
شکل 6. تغییر دامنه موج سطحی در راستای محور پرتو صوتی.
جدول 1ـ بازه تغییر پارامترهای EMAT
جدول 2 ـ آزمون آرایه متعامد برای موج سطحی EMATها.
شکل 7. پارامترهای هندسی EMAT.
جدول 3ـ تحلیل نتیجه آزمون متعامد.
شکل 8. تاثیر تغییر پارامترهای طراحی EMAT بر دامنه موجهای سطحی مربوط به
4. بحث
شکل 9. عنصر خط AB بر سطح صفحه آلومینیومی تحت EMAT
شکل 10. و از EMAT بهینه شده در راستای عنصر خط AB. (a) نیروی لورنتز و (b) میدان مغناطیسی ایستا.
شکل 11. تاثیرگذاری پارامترهای EMAT بر دامنه سیگنال ماوراء صوت مربوط به .
شکل 12. مقایسه سیگنالهای موج سطحی بین EMATهای اصلی و بهینه شده. (a) EMAT اصلی و (b) EMAT بهینه شده.
جدول 4ـ مقایسه دامنه سیگنال بین EMATهای اصلی و بهینه.
5. آزمایشها
6. نتیجهگیری
ترجمه کلمات کلیدی
3
الکترومغناطیسی مبدل صوتی - امواج سطحی - تجزیه و تحلیل شبیه سازیسه بعدی - طراحی بهینه - روش آزمون متعامد
کلمات کلیدی انگلیسی
Electromagnetic acoustic transducer,
Surface waves,
3-D simulation analysis,
Optimal design,
Orthogonal test method
ترجمه چکیده
دامنه سیگنال ماوراء صوت تولیدی توسط مبدلهای صوتی الکترومغناطیسی (EMATs) معمولاً در هنگام مقایسه با سیگنالهای تولیدی توسط مبدلهای متصل کمتر هستند، این مطلب کاربرد EMATها را در حوزههای ارزیابی غیرویرانگر و آزمون غیرویرانگر محدود میکند. فرایند ارسال EMAT موج سطحی، براساس مدل 3 بعدی، با هدف افزایش دامنه موجهای ماوراء صوت تولیدی توسط EMAT، مطالعه شده است. با استفاده از روش آزمون متعامد تاثیر پارامترهای مختلف و در حال تغییر EMAT بر موج سطحی بررسی شده است. نتایج نشان میدهد بعد از بهینهسازی، دامنه سیگنال EMAT تا 25.2% افزایش یافته است.
© 2013 شرکت مسئولیت محدود الزویر. تمام حقوق محفوظ است.
ترجمه مقدمه
مبدلهای صوتی الکترومغناطیسی (EMATs) نوعی مبدل بدون تماس و ماوراء صوت است، این مبدلها قادر به تولید یا کشف موجهای ماوراء صوت هستند. آنها به شکلی اختصاصی میتوانند برای برخی کاربردها در آزمون غیرتخریبی (NDT) و ارزیابی غیرتخریبی (NDE) جذاب باشند، به کوپلنت مایع نیاز ندارد، برای تولید و کشف حالتهای مختلف موج انعطافپذیری دارند، بر روی عناصر داغ یا متحرک قابل اجرا هستند [1,2].
دامنه موج ماوراء صوت تهییج شده توسط EMATها معمولاً در مقایسه با دامنه مبدلهای فیزیوالکتریک خیلی ضعیف است، چرا که سازوکارهای تولید نسبتاً غیرکارآمد هستند. در عمل، تلاش شده است کارآمدی تولید ضعیف با حداکثرسازی ارسال توان جبران شود، اغلب از باند باریک و گیرندههای نویز کم-ماورا استفاده میشود، روشهای مختلف پردازش سیگنال معرفی میشود [3]، این امر لاجرم پیچیدگی و هزینه سیستمهای بازرسی EMAT را افزایش میدهد. محققان فرایندهای کاری EMATها را، براساس مدلهای فیزیکی مختلف، شبیهسازی و تحلیل کردهاند و بررسیهای گسترده برای سازوکارهای EMAT اجرا کردهاند [3–11]، این تلاش به منظور کاهش مسائل مربوط به کارآمدی پایین آنها بوده است. اثر قبلی شناخت اصول عملیات EMAT را تعمیم داده است، بنیانی برای بهبود عملکرد EMAT ایجاد کرده است.
تهییج ماوراء صوت تولیدی توسط EMAT فرایندی مولتیفیزیک است، این فرایند شامل تعامل جریانهای فوکو، میدانهای مغناطیسی ایستا و پویا و نمونه است. برای تسهیل تحلیل، اثر قبلی معمولاً مدلهای ساده EMAT را، براساس چند پیششرط، برقرار کرد، پیششرط شامل استفاده از مدلهای 2 بعدی برای نمایش موقعیتهای 3 بعدی است، با این فرض که میدان مغناطیسی ایستا یکنواخت است، با نادیده گرفتن مقداری از تاثیرگذاری میدانهای مغناطیسی پویا، یا ساخت مدلهایی صرفاً برای فرایند کار واسطهای EMATها [3–10]. براساس این مدلهای ساده، محققان قبلاً به تحقیق درباره تاثیرگذاری تعداد کمی از پارامترهای EMAT (از جمله مسافت جهش اولیه، نسبت عرض آهنربا-به-سیمپیچ) در دامنه سیگنال ماوراء صوت پرداختهاند و دامنه ماوراء صوت را صرفاً با بهبود میدانهای فیزیکی واسطهای، از جمله جریان فوکو، میدانهای مغناطیسی یا میدانهای نیروی لورنتز، فرایندهای ارسال EMATها افزایش دادهاند [3–10]. با این حال، تاکنون فعالیت تحقیقاتی کمی بر روی روش ارتقاء دامنه ماوراء صوت، با بررسی و مقایسه تاثیرگذاری چند پارامتر EMAT بر دامنه، با رویکرد جامع با ملاحظه فرایند ارسال EMAT در کل انجام شده است.
روش مدلسازی جدید 3 بعدی اخیراً برای EMATهای موج سطحی پیچ-خط-کویل با فعالیت بر سطوح آلومینیومی انجام شده است [11]. دقت و انسجام مدل به شکلی قابل ملاحظه بهبود یافته است، فرایند ارسال کاملتر EMATهای موج سطحی، با ملاحظه تاثیرگذاری میدانهای مغناطیسی پویا بر فرایند تولید، مدل سازی میشود. این مقاله تحقیقی بهتر و گسترش یافته از تاثیرگذاری چند پارامتر EMAT بر دامنه موجهای ماوراء صوت تولیدی ارائه میدهد، و رویکردی برای EMATهای موج سطحی پیشنهاد میکند تا دامنه سیگنالشان افزایش یابد. این مقاله به شرح ذیل سازماندهی شده است: اول، فرایند ارسال EMAT موج سطحی، براساس شبیهسازی مدل 3 بعدی، مطالعه شده است؛ دوم، استفاده از روش آزمون متعامد، تاثیرگذاری پارامترهای مختلف بر دامنه موج ماوراء صوت تولیدی EMAT ایجاد شده است، و این پارامترها برای حداکثرسازی دامنه موج بهینه شدهاند؛ و در نهایت، آزمایشهایی برای اعتبارسنجی نتایج روش پیشنهادی اجرا شدهاند.