تشخیص و ارزیابی عددی شل‌شدگی اتصالات پیچی برج توربین بادی به کمک روش مدولاسیون ویبروآکوستیک

Abstract

یکی از علل رایج در خرابی سازه‌های صنعتی دارای اتصالات پیچی فلنجی، همچون برج‌های توربین بادی، شل‌شدگی پیچ‌ها می‌باشد که تشخیص به موقع آن می‌تواند سبب پیشگیری از تحمیل هزینه‌های سنگین مالی و بعضاً جانی گردد. روش‌های مرسوم تشخیص این عیب معایب مختلفی دارند، به عنوان مثال روش‌های کنترل گشتاور دارای خطای بالا بوده، روش‌های مبتنی بر اندازه‌گیری امپدانس هزینه‌هایی بالا به همراه داشته و روش‌های ارتعاشی یا اولتراسونیک نیز به واسطه استفاده از پدیده‌هایی خطی در تشخیص خرابی، از دقت بالایی برخوردار نمی‌باشند. روش مدولاسیون ویبروآکوستیک یکی از روش‌های غیرخطی تشخیص خرابی می‌باشد که به کمک اندازه‌گیری شدت مدولاسیون سیگنال‌های ارتعاشی و اولتراسونیک اعمال شده به سازه، می‌تواند با دقت بسیار بالایی به تشخیص و ارزیابی شل‌شدگی اتصالات پیچی بپردازد. اگرچه مقالات منتشر شده در سال‌های اخیر اغلب به تشخیص ترک، لایه‌لایه‌شدگی و یا خوردگی و پوسیدگی قطعات به کمک این روش پرداخته‌اند، در این مقاله با تعریف شاخصی برای شدت مدولاسیون و شل‌شدگی اتصال، کارایی روش مدولاسیون ویبروآکوستیک در تشخیص و ارزیابی شل‌شدگی اتصالات پیچی فلنجی برج توربین بادی شبیه‌سازی شده، به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. سپس در ادامه، تأثیر پارامترهایی همچون؛ فرکانس تحریک اولتراسونیک و ارتعاشی، دامنه تحریک اولتراسونیک و ارتعاشی، محل قرارگیری حسگرها و عملگرها و همچنین نیروی پیش‌بار، روی عملکرد روش مورد مطالعه قرار گرفته است. در انتها به منظور کاهش زمان اجرای شبیه‌سازی در نرم افزار آباکوس، مدل‌سازی شبکه‌ی عصبی به کمک نرم‌افزار متلب صورت گرفته و نتایج به دست آمده از آن با نتایج حل عددی مقایسه گردیده است.