بررسی انتشار و پراکندگی امواج آکوستیک در مواد تابعی

یکی از کاربردهای پراکندگی امواج، ارزیابی غیر مخرب فراصوتی مواد است. در این ارزیابی با تحلیل و مقایسه پاسخ فرکانسی جسم نسبت به موج ورودی و دانستن هندسه جسم، می توان اطلاعات مفیدی از خواص فیزیکی و یکپارچگی ماده بدست آورد. در این راستا می توان از کمیت های تعریف شده مانند تابع فرم و مودهای جزئی که وابسته به خواص فیزیکی و هندسه جسم هستند، استفاده کرد. همچنین اطلاع از چگونگی میدان جابجایی در جسم و میدان فشار موج پراکنده شده، یکی از نیازهای ارزیابی غیرمخرب است. تا کنون میدان جابجایی تنها برای استوانه ساده همسانگرد و همسانگرد عرضی به صورت تجربی و تحلیلی بررسی شده است. در این پایان نامه پراکندگی امواج آکوستیک به دو روش تحلیلی و المان محدود، بررسی شده، توابع فرم و میدان جابجایی بدست آمده و با نتایج آزمایشگاهی صحت سنجی شده است. برای روش تحلیلی از بسط مود نرمال، فضای حالت و ماتریس انتقال، و برای حل المان محدود از نرم افزار comsol multiphysics استفاده شده است. مسائل بررسی شده به ترتیب عبارتست از پراکندگی موج صفحه ای از استوانه توپر همسانگرد، استوانه جدارضخیم، استوانه جدارنازک و استوانه از جنس مواد تابعی در قسمت استوانه تابعی، پنج توزیع مختلف ماده تابعی در نظر گرفته شده و نتایج برای هریک ارائه گردیده است. علاوه بر این پراکندگی از استوانه با سطح مقطع بیضی و مربع نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که فرکانس های تشدید و دامنه میدان جابجایی تحت تاثیر نحوه توزیع ماده تابعی هستند ولی شکل مودها کاملا مستقل از نحوه توزیع مواد می باشند.