بررسی اتصالات غیردائمی سازه‌ها با امواج فراصوت

به گزارش روابط‌عمومی بنیاد ملی علم ایران (INSF)، بررسی مدارات و اجزای الکترونیکی برای بهبود ساخت آن‌ها از جمله طرح‌هایی است که محققان به انجام می‌رسانند و بنیاد ملی علم ایران هم از این طرح‌ها حمایت می‌کند.

«بازرسی شل‌شدگی اتصالات غیردائمی در سازه‌های با تحریک پایه با استفاده از امواج فراصوتی» عنوان طرح پژوهشی عقیل یوسفی کماء استاد مرکز سیستم‌ها و فناوری‌های 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، حمل‌ونقل در ساخت سازه‌های حساس، از اتصال ورق‌های آلومینیومی به یکدیگر استفاده می‌کنند. در بحث صنایع ماهواره‌ای و الکترونیکی، شل شدن اتصالات بر روی عملکرد سازه‌ها تأثیر منفی می‌گذارد.

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 شده‌اند، 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 فرکانس‌های تحریک شیکر و گشتاور موجود بر روی اتصال، انجام می‌شود تا تعداد مناسبی از داده‌ها جمع‌آوری شوند و پس از پردازش آن‌ها، و استفاده از یک شبکه عصبی مناسب بتوان وضعیت اتصال را تشخیص داد.

این محقق و پژوهشگر در ادامه بیان کرد: اتصالات در ساخت سازه‌های پیچیده و بزرگ نقش مهمی را ایفا می‌کنند و معمولاً ساخت چنین سازه‌هایی ممکن است که از اتصال قسمت‌های ساده‌تر و کوچکتری تشکیل شده باشند. گاهی در ساخت همین قسمت‌های کوچک نیز اتصالات به کار ‌می‌روند، به همین منظور روش‌های مختلفی برای اتصال قطعات به یکدیگر توسعه یافته‌اند که بدون آن‌ها امکان ساخت سازه وجود نخواهد داشت؛ و همچنین ساخت قطعات کوچک‌تر و اتصال آن‌ها به یکدیگر راحت‌تر و ارزان‌تر از ساخت یک سازه یک‌تکه است.

وی تصریح کرد: اتصالات مکانیکی که در ساخت انواع قطعات به‌کار ‌می‌روند، به این صورت تعریف می‌شوند که تعدادی از اجزا را با دوام، پایداری و مقاومت موردنظر به یکدیگر متصل می‌کنند. این دسته از اتصالات که در ساخت و اتصال قطعات مکانیکی کاربرد دارند، به‌طورکلی به دو دسته اتصالات دائم مانند جوش، چسب، پرچ و اتصالات غیردائم مانند پیچ، مهره، پین تقسیم می‌شوند.

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 به‌سزایی پیدا کرده است، صنعت ماهواره‌ای است. در اکثر سازه‌هایی که به همراه حمل و نقل دارای ماهواره‌هایی جهت ارسال و دریافت اطلاعات هستند یا دارای تجهیزات الکترونیکی خاصی هستند، به طور قابل ملاحظه‌ای از اتصالات پیچ و پرچ استفاده می‌شود.

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

وی در پایان خاطر نشان کرد: هدف اصلی از انجام طرح، بررسی تأثیر ارتعاشات وارده بر شل شدن اتصال پیچ شده روی‌ هم از سیستم مذکور و نیز انرژی امواج عبوری از آن است. نتایج ارائه شده نیز می‌تواند کمک شایانی جهت بررسی امواج عبوری از اتصالات و بررسی آن‌ها جهت پایش وضعیت اتصال را داشته باشد.