Ultrasonik tahribatsız muayene tekniğinin sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmesi
Analysis of ultrasonic nondestructive testing techniques by finite element method
- Tez No: 119699
- Danışmanlar: PROF. DR. HİRA KARAGÜLLE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2002
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 71
Özet
IV ÖZET Bu çalı şuada ultrasonik tahribatsız muayene tekniği, sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmiştir. ANSYS programı kullanılmıştır. Bu alanda ultrasonik Rayleigh-Lamb dalgalan ile ilgili son yıllarda yapılmış çalışmalar mevcuttur. Bu tezde 5x5x0.5 cm ölçülerinde alüminyum plakada plaka düzlemindeki dalgalar incelenmiştir. Çalışmada eleman boyutu küçültülerek ultrasonik mertebede doğal frekanslar elde edilmiştir. Elde mevcut bilgisayarın çözüm süreleri dikkate alınarak lmm'lik eleman boyutu seçilmiş ve sonlu eleman modeli kurulmuştur. Bu boyutlarda 1481 mod elde edilmiş, en yüksek modun frekansı 1.5 MHz bulunmuştur. Ultrasonik dalga teorisi ile uyumlu sonuçlar elde edebilmek için eleman boyutu, sönüm parametreleri, modların toplamında dikkate alınacak mod aralığı uygun seçilmelidir. Sönüm faktörü frekansa bağlı olarak arttığından sıfır alınmış, sönüm genlik azaltma faktörü 0.3 alınarak modellerimi ştir. Simülasyon sinyallerini elde etmek için mod-toplama yöntemi kullanılmış, 250-1481 aralığındaki modların toplanması ile ultrasonik dalga hızlarına uygun gecikme gözlenebilmiştir. Doğrudan geçiş (through-transmission) ve sinyal yansıma (puls-echo) yöntemleri ele alınmıştır. Sinyal pencerelenerek (windowing) ilk dalga paketi, MATLAB programı ile güç kepstrumu, Hubert transformasyonu, çapraz korelasyon işlemlerine tabi tutulmuştur. Sinyal yansıma yönteminde» karşı yüzeyden yansımayı gözlemleyebilmek için Rayleigh yüzey dalgalarının etkisini elimine etmek gereklidir. Bunun için yüzeyden yarım dalga boyu (1 MHz'de) alttaki düğüm noktası alıcı nokta kabul edilmiştir. Doğrudan geçiş yönteminde alıcı nokta kaydırılarak teorik doğrultu cevabı (directivity response) ile uyumlu sinyaller elde edilmiştir. Çatlağın doğrudan geçiş sinyallerine etkisi de analitik teori ile uyumlu sonuçlar vermiştir. Dairesel ve dikdörtgen şeklindeki boşlukların doğrudan geçiş sinyallerine etkisi farklı boşluk büyüklüğü ve konumu için incelenmiş, yine analitik teoriile uyumlu sonuçlar gözlemlenmiştir. Bu tezde, parametrelerin doğru seçimi ile ANSYS gibi sonlu elemanlar programlarının, ultrasonik tahribatsız muayene tekniğinin modellenmesinde kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Bu metodun kullanılmasıyla karmaşık şekilli parçaların ultrasonik muayenesinde, elde edilecek sinyallerin yapısı hakkında deney yapmadan bilgi sahibi olunabilir.
Özet (Çeviri)
VI ABSTRACT Ultrasonic nondestructive techniques are analyzed by the finite element method in this thesis. The computer program ANSYS is used. There are studies about the ultrasonic Rayleigh-Lamb waves in recent years in this area. Waves in an aluminum plate with 5x5 cm2 dimensions and a thickness of 0.5 cm are analyzed. Waves in the plate plane are considered. Ultrasonic natural frequencies are obtained by taking smaller size of finite elements. The element size of 1 mm is used considering the computing times of the available computer and the finite element model is constructed. 1481 modes are obtained by this element size and the natural frequency of the largest mode is 1,5 MHz. The element size, damping parameters, and the modes selected for the mode superposition must be chosen carefully in order to obtain parallel results with the ultrasonic wave theory. The damping factor increases for the higher modes and thus it is taken as zero. The damping is modeled by choosing the amplitude decay factor as 0,3. The mode superposition method is used to obtain the simulated signals. 250 - 1481 th modes are summed and so, wave delays are observed. The through-transmission and puls-echo methods are considered. The first arriving wave- package is used by windowing the signal. The windowed signals are processed by using Matlab to obtain power cepstrum, Hubert transformation, and cross-correlation. Rayleigh surface waves are eliminated to observe the first incoming wave-packages. This is achieved by taking the receiving point under the surface with a distance of the half of the wave length at 1 MHz. The receiving point is moved in the through-transmission method, and the directivity response is observed parallel to the analytical wave theory. The effect of a crack on the through-transmitted signals is analyzed and the results are as expected form the analytical theory. Circular and rectangular voids with various sizes and at various locationsvn are considered, and again the results are as expected from the theory. As a result, it is observed that the finite element programs like ANSYS can be used for the simulation of ultrasonic wave signals. It is possible to develop ultrasonic testing techniques in parts with complicated shapes by using the procedure given in this thesis.
Benzer Tezler
- Kaynak dikişleri için muayene planlarının çıkarılmasındaki esaslar
The principles for the preparing of inspection plans for the welding seams
HÜSEYİN TUĞRUL TURGUT
- Non-destructive evaluation of healing of bone fracture using acoustic emission (AE)
Kemik kırıklarının iyileşme sürecinin tahribatsız akustik emisyon (AE) yöntemi ile belirlenmesi
DENİZ KARADUMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. DURMUŞ ALİ BİRCAN
- Havacılık endüstrisinde kullanılan ultrasonik ve girdap akımları tekniklerinin uygulama alanları
Ultrasonic and eddy current technichs applications in aviation industry
ORKUN TUNÇKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET TOPUZ
- Ultrasonic examination of resistance spot welds
Direnç punto kaynaklarının ultrasonik muayenesi
MEHMET SONAT
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. BÜLENT DOYUM
- Havacılıkta kullanılan karbon fiber kompozit malzemelerin görüntü işleme teknikleri ile ultrasonik test görüntülerinin yorumlanması
Evaluation of ultrasonic test images of carbon fiber composite materials used in aerospace with image processing techniques
HANİFİ TAYGUN TALU
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolGazi Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UĞUR GÖKMEN
ÖĞR. GÖR. MURAT AKIN