Modeling nonlinearities of ultrasonic waves for fatigue damage characterization: Theory, simulation, and experimental validation

یک تکنیک مدل سازی اختصاصی برای درک ویژگی های غیر خطی امواج التراسونیک که در یک محیط خستگی گذار مشاهده می شود، بر اساس یک رابطه سازنده مدرن از محیط با در نظر گرفتن غیر خطی ناشی از مواد، آسیب خستگی، و همچنین تنفس ایجاد شده است. حرکت ترکهای خستگی ویفر های پیزوالکتریک، برای هیجان انگیز و به دست آوردن امواج مافوق صوت، در مدل یکپارچه شده است. غیرخطی های استخراج شده به واسطه پارامتر غیرخطی صوتی کالیبره شده است. تکنیک مدل سازی به صورت تجربی مورد تایید قرار گرفت و نتایج نشان داد که سازگاری رضایت بخش در میان، هر دو نشان می دهد: رویکرد مدل سازی توسعه یافته قادر به درستی شبیه سازی غیر خطی های مضر خستگی نشان داده شده در امواج مافوق صوت؛ رشد تجمعی پارامتر غیر خطی صوتی با افزایش فاصله پخش موج منتشر شده است. چنین پارامتری که از طریق یک مسیر سنجش به دست می آید، غیر خطی است به فاصله فاصله افست از خم شدن تا مسیر حساس؛ و نه زاویه برانگیختن موج پروب و نه طول مسیر سنجش به طور معنی داری بر پارامتر اثر نمی گذارد. این مطالعه یک استراتژی مشخصه سازی کمی برای ترک خستگی با استفاده از شبکه های حسگر پیزو الکتریکی جاسازی شده را تسهیل می کند که می تواند از نظارت بهداشتی ساختاری که قادر به شناسایی آسیب های کوچک در مرحله جنین است و به طور مداوم به دنبال آن می رود.