كاربرد روش برش نگاري ليزري با استفاده از بارگذاري حرارتي مدوله شده در بازرسي غيرمخرب عيوب صفحه اي

Application of lock-in shearography in non-destructive testing of planar defects

برش‌نگاري ديجيتال يكي از روش‌هاي بازرسي غير مخرب مبتني بر تداخل‌سنجي ليزري است كه از طريق اندازه‌گيري پاسخ مكانيكي قطعه به بارگذاري انجام شده، به تشخيص عيوب آن مي‌پردازد. در اين مقاله، با استفاده از اعمال بارگذاري حرارتي به صورت متناوب، قابليت تشخيص عيوب با اندازه‌ و عمق‌هاي مختلف در روش برشنگاري ديجيتالي بهبود يافت. در اين راستا، آزمون برش‌نگاري با بارگذاري مدوله شده و با فركانس مدولاسيون و تعداد سيكل‌هاي بارگذاري متفاوت بر روي نمونه پليمري با 9 عيب مختلف در اندازه و عمق‌هاي متفاوت انجام شده و نتايج به دست‌آمده، با برش‌نگاري حرارتي معمول مقايسه شد. نتايج نشان مي‌دهند كه در روش برش‌نگاري معمول، تنها 4 عيب از 9 عيب ايجاد شده در نمونه شناسايي شدند در حالي كه با اعمال تحريك به صورت متناوب با فركانس مدولاسيون 0/02 هرتز، هر 9 ناحيه عيب آشكار شدند. نتايج به دست آمده نشان داد افزايش تعداد سيكل بارگذاري تاثير قابل‌توجهي بر ظرفيت شناسايي عيوب نمي‌گذارد. همچنين شناسايي عيوب عميق‌تر نيازمند اعمال فركانس‌هاي مدولاسيون پايين‌تر است و قابليت شناسايي عيوب با كاهش فركانس مدولاسيون افزايش مي‌يابد، به طوري كه ميانگين اختلاف فاز با كاهش فركانس مدولاسيون از 0/1 به 0/02 هرتز، تا 2/1 برابر بيشتر مي‌شود.

Digital shearography, as a non-destructive testing method is based on laser interferometry, which detects defects by measuring the mechanical response of the specimen to the external loading. In this study, thermal loading was applied in an alternating way to the conventional shearography method in order to investigate its effect on the defects ascertainability in different sizes and depths. A total of 15 lock-in shearography tests with different modulation frequency and loading cycle were carried out on a polymer specimen with 9 planar defects in different sizes and depths and the results were compared with conventional shearography. In the conventional method, only 4 out of 9 defect areas were detected in the specimen, while by applying lock-in stimulation with a modulation frequency of 0.02 Hz, all of 9 defect areas were revealed. The results showed that increasing the number of loading cycles does not have a significant effect on the detection capacity of defects. Also, detection of deeper defects requires the implementation of lower modulation frequencies, and defects detectability is improved with decreasing modulation frequency, so that the mean phase difference increases 2.1 times by reducing the modulation frequency from 0.1 to 0.02 Hz