ارزیابی غیرمخرب سلامت ساختاری کامپوزیت الیاف شیشه: با روش آزمون فراصوت در بهبود عملکرد و ایمنی

مواد کامپوزیتی تقویت شده با الیاف شیشه (GFRP) به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا و مقاومت در برابر خوردگی، به طور گسترده‌ای در صنایع مختلف از جمله هوافضا و خودروسازی مورد استفاده قرار می‌گیرند. کیفیت این مواد برای اطمینان از ایمنی در عملیات، بسیار حیاتی است و تکنیک‌های تست غیرمخرب (NDT) به عنوان روش‌های مؤثری برای بازرسی این کامپوزیت‌ها استفاده می‌شوند. تکنولوژی آزمون التراسونیک، به عنوان یکی از ابزارهای کلیدی شناسایی عیوب در کامپوزیت‌ها، که از تست‌های غیرمخرب پیشرفته (NDT) مشتق شده، نیز به سرعت در حال پیشرفت است. تست التراسونیک معمولی با استفاده از مبدل‌های تک عنصری با محدودیت‌هایی مانند تضعیف بالا و نسبت سیگنال به نویز (SNR) پایین مواجه است. اما استفاده از تکنیک‌های تست التراسونیک آرایه فازی (PAUT)، امکان تولید سیگنال‌ها در فواصل و زوایای دلخواه را فراهم می‌کند، که نتایج امیدوارکننده‌ای برای کامپوزیت‌ها با ساختار ناهمسانگرد به همراه دارد. در این مقاله تشخیص عیوب در کامپوزیت‌ها با استفاده از امواج حجمی و هدایت‌‌شده بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهند عیوبی که از نوع ترک و جدایش لایه‌ها در تست بلاک کامپوزیتی الیاف شیشه ایجاد گردیده است با هر دو روش التراسونیک عادی و روش آرایه فازی قابل تشخیص است. با تنظیم و افزایش حساسیت روش آرایه فازی یک عیب با سایز 0/8 میلی‌متر در عمق 25 میلی‌متری و همچنین عیب تورق الیاف در عمق 22/5 میلی‌متر تست بلاک الیاف شیشه طراحی شده تشخیص داده شد که چیدمان منظم زوایای الیاف با یکنواخت‌سازی مواد فاز زمینه موجب افزایش کیفیت و حساسیت به همراه بهبود سیگنال‌های عیب شده است. همچنین سیگنال‌های حاصل از التراسونیک ارایه فازی ویژگی‌های بهتری نسبت به تکنیک التراسونیک معمولی دارند. علاوه بر این، نشان داده شده است که امواج هدایت‌شده تولید شده توسط روش التراسونیک آرایه فازی نیز توانایی برجسته‌ای در تشخیص عیوب در مواد کامپوزیتی دارند.