بازسازي شكل عيب در ورق آلومينيومي توسط امواج هدايت‌ شده‌ي لمب و استفاده از روش بازسازي چند ضلعي در توموگرافي

Reconstructing the damage shape in aluminum plate using guided Lamb wave and polygon reconstruction technique in tomography

يكي از مهم‌ترين مسايل در زمينه‌ي پايش سلامت سازه و آزمون غيرمخرب، به دست آوردن ويژگي‌هايي از عيب‌هاي موجود در سازه از جمله شكل ناحيه‌ي معيوب است. براي دست‌يابي به شكل عيب، از روش‌هاي موجود در توموگرافي استفاده مي‌شود. پيش ‌از اين، از دو روش كلي بازسازي جبري و روش مبتني بر تبديل استفاده شده است كه در آن‌ها معايبي از جمله حساسيت به ناقص بودن اطلاعات، عدم قابليت نصب سيستم پايشگر بر روي سازه و يا دقت پايين تصوير مشاهده مي‌شود. در پژوهش حاضر، روش نويني براي به دست آوردن شكل ناحيه‌ي معيوب در ورق با استفاده از مباني بازسازي چند ضلعي در توموگرافي از طريق تبديل رادن معرفي شده است. در اين روش ناحيه‌ي معيوب با يك چند ضلعي كه تعداد ضلع‌هاي آن به‌ دلخواه انتخاب مي‌شود تقريب زده مي‌شود و هدف يافتن ريوس اين چند ضلعي است. براي سنجش درستي و توانايي روش، ورقي آلومينيومي همراه با سوراخي به شكل مثلث به‌عنوان عيب در نرم‌افزار مدل شد. سپس با استفاده از آرايه‌هايي متشكل از مبدل‌هاي پيزوالكتريك كه روي ورق نصب مي‌شوند اقدام به فرستادن پرتوهايي از موج هدايت ‌شده‌ي لمب در تعداد محدودي زاويه به سمت ناحيه‌ي معيوب گرديد و در نهايت با پردازش سيگنال‌هاي بازتابي، ريوس چند ضلعي موردنظر به دست آمد و نتايج به‌دست ‌آمده كارآمدي اين روش را تاييد نمود.

One of the most important challenges in the field of structural health monitoring and non-destructive testing is assessment of some features of damages in structures, like the shape of damaged region. To reconstruct the shape of damage, various methods in tomography. Already, researchers have used two general types of shape reconstruction techniques: transform based methods and algebraic reconstruction methods. Both methods suffer from some disadvantages like high sensitivity to incomplete data sets, bulky and expensive scanning hardware or low image resolution. In this work, a novel method to find the shape of damage via polygon reconstruction technique in tomography using the Radon transform is introduced. In this technique, damaged region is approximated by a polygon, the number of sides of which is chosen arbitrarily, the aim is to find this polygon’s vertices. To achieve this goal, an aluminum plate with a triangular hole as the damage was modeled in software. Then beams of guided Lamb wave were propagated toward the damaged region using arrays of piezoelectric transducers in just a few numbers of angles. Finally the polygon’s vertices were determined by processing the reflected signals from the damaged region. The results confirmed the efficiency of the proposed method.