بررسی اثر نسبت اضلاع میله در انتشار امواج هدایت شده فراصوت در میله‎ای با مقطع مستطیلی

Abstract

در این پژوهش تأثیر نسبت اضلاع مقطع یک میله با مقطع مستطیل بر سرعت امواج طولی، پیچشی و خمشی بررسی می‏شود و جابجایی ذرات میله در مجاورت سطوح آزاد آن به‏دست می‏آید. حرکت موج در یک میله‏ با مقطع مستطیل باید به صورت سه بعدی تحلیل شود. در دستگاه معادلات همگنی که برای تأمین شرایط مرزی سطوح بدون تنش تشکیل می‏شود، ضرایب نامعینی ظاهر می‏شوند که برای وجود جواب غیربدیهی باید دترمینان ضرایب این دستگاه برابر صفر شود. به این ترتیب معادله مشخصه امواج قابل انتشار به دست می‏آید. با نوشتن یک برنامه کامپیوتری ریشه‏های حقیقی این معادله استخراج، و نمودارهای طیف فرکانس، سرعت فاز، سرعت گروه و ساختار موج برای امواج طولی، پیچشی و خمشی رسم می‏شوند. با افزایش نسبت اضلاع مقطع میله مشاهده می‏شود که با افزایش فرکانس، سرعت فاز امواج طولی و پیچشی کاهش یافته در حالی که سرعت فاز امواج خمشی افزایش یافته است. همچنین برای بعضی از مودها، تغییر مکان ذرات در مجاورت سطح قابل ملاحظه و برای بعضی مودهای دیگر این تغییر مکان ناچیز است.