بررسی اتصالات غیر دائمی سازه ها با امواج فرا صوت

به گزارش گروه علمی ایرنا از معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش بنیان ریاست جمهوری، «بازرسی شل شدگی اتصالات غیر دائمی در سازه ها با تحریک پایه با استفاده از امواج فرا صوتی» عنوان طرح پژوهشی عقیل یوسفی کماء، استاد مرکز سیستم ها و فناوری های پیشرفته دانشگاه تهران است که با حمایت بنیاد ملی علم ایران به پایان رسید.

یوسفی کماء با مدرک دکتری تخصصی هوافضا از دانشگاه کارلتون کانادا درباره این طرح توضیح داد: بسیاری از صنایع هوایی، عمران، حمل ونقل در ساخت سازه های حساس، از اتصال ورق های آلومینیومی به یکدیگر استفاده می کنند. در بحث صنایع ماهواره ای و الکترونیکی، شل شدن اتصالات بر روی عملکرد سازه ها تأثیر منفی می گذارد.

وی افزود: روش مطرح شده در این پژوهش به این صورت است که سازه مورد نظر از دو ورق آلومینیومی تشکیل شده است و این دو ورق با استفاده از پیچ به یکدیگر متصل شده اند، پس از فراهم شدن شرایط مرزی مورد نظر، بر روی شیکر قرار گرفته شده تا تحریک مشخصی به آن وارد شود. بر روی هر دو ورق، تراگذر پیزوالکتریک قرار داده شده تا در حین عملیات، با تحریک یکی از این تراگذارها، امواج ورقی درون سازه ایجاد شود و موج منتشر شده و عبور کرده از اتصال توسط پیزوالکتریک موجود در ورق دوم دریافت شود. این کار برای تعداد زیادی از فرکانس های تحریک شیکر و گشتاور موجود بر روی اتصال، انجام می شود تا تعداد مناسبی از داده ها جمع آوری شوند و پس از پردازش آن ها و استفاده از یک شبکه عصبی مناسب بتوان وضعیت اتصال را تشخیص داد.

این محقق در ادامه بیان کرد: اتصالات در ساخت سازه های پیچیده و بزرگ نقش مهمی را ایفا می کنند و معمولاً ساخت چنین سازه هایی ممکن است که از اتصال قسمت های ساده تر و کوچکتری تشکیل شده باشند. گاهی در ساخت همین قسمت های کوچک نیز اتصالات به کار می روند، به همین منظور روش های مختلفی برای اتصال قطعات به یکدیگر توسعه یافته اند که بدون آن ها امکان ساخت سازه وجود نخواهد داشت و همچنین ساخت قطعات کوچک تر و اتصال آن ها به یکدیگر راحت تر و ارزان تر از ساخت یک سازه یک تکه است.

وی توضیح داد: اتصالات مکانیکی که در ساخت انواع قطعات به کار می روند، به این صورت تعریف می شوند که تعدادی از اجزا را با دوام، پایداری و مقاومت موردنظر به یکدیگر متصل می کنند. این دسته از اتصالات که در ساخت و اتصال قطعات مکانیکی کاربرد دارند، به طورکلی به دو دسته اتصالات دائم مانند جوش، چسب، پرچ و اتصالات غیردائم مانند پیچ، مهره، پین تقسیم می شوند.

یوسفی کماء اضافه کرد: انتخاب نوع اتصال بر اساس فاکتور دوام، هزینه و مقاومت خواهد بود. یکی دیگر از صنایعی که اتصالات پیچ و پرچی اهمیت به سزایی پیدا کرده است، صنعت ماهواره ای است. در اکثر سازه هایی که به همراه حمل و نقل دارای ماهواره هایی جهت ارسال و دریافت اطلاعات هستند یا دارای تجهیزات الکترونیکی خاصی هستند، به طور قابل ملاحظه ای از اتصالات پیچ و پرچ استفاده می شود.

این محقق ادامه داد: در موضوع ماهواره ها اگر اتصالات شل شوند، باعث می شود تا جهت مورد نظر به خوبی یافت نشده و هنگامی که سازه در حال انجام عملیات خاصی است، سیگنال های مهمی از دست برود. در نتیجه نیاز است تا قبل از اینکه اتصال، سفتی قابل قبول خود را از دست بدهد، شناسایی و مشکل آن برطرف شود.

وی، هدف اصلی از انجام این طرح را بررسی تأثیر ارتعاشات وارده بر شل شدن اتصال پیچ شده روی هم از سیستم مذکور و نیز انرژی امواج عبوری از آن عنوان کرد و گفت: نتایج ارائه شده نیز می تواند کمک شایانی جهت بررسی امواج عبوری از اتصالات و بررسی آن ها جهت پایش وضعیت اتصال را داشته باشد.