استخراج پارامترهای مناسب بازرسی هستة کامپوزیتی کابل برق به کمک شبیه‌سازی امواج هدایت‌شده فراصوتی
پذیرفته شده برای پوستر
کد مقاله : 1123-ISAV2022 (R4)
نویسندگان
دانشگاه شهید بهشتی، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی،
چکیده
کابل‌های شبکه‌انتقال و فوق توزیع برق، یک ساختار مرکب به صورت هستةفلزی فولادی و پوسته معمولا مسی یا آلومینیومی دارند. یکی از فاکتورهایی که میزان جریان انتقالی توسط یک کابل برق را محدود می‌سازد، حرارت تولید شده در هستةکابل است. کابل‌های با هستة کامپوزیتی، برای رفع محدودیت حرارت قابل تحمل توسط کابل انتقال برق ساخته می شوند. هستةکامپوزیتی، در صورت ساخته شدن از ماده مناسب، با توجه به ضریب انتقال حرارت کمتر، می تواند افزایش دمای بیشتر و همچنین گاهاً بار مکانیکی بیشتری را نسبت به هستة فولادی تحمل کند. یکی از موارد مهم در ساخت هستة کامپوزیتی برای کابل برق، بازرسی غیر مخرب هستة کامپوزیتی تولید شده است؛ زیرا تمام بارهای مکانیکی و حرارتی وارده به کابل، می‌بایست توسط این هسته تحمل شود و وجود هر گونه ترک یا عیب جدالایگی یا سایر انواع عیوب، می‌تواند منجر به گسست کابل شده و صدمات جبران ناپذیری را به همراه داشته باشد. در این مقاله به کمک شبیه‌سازی امواج هدایت‌شده فراصوتی در نرم‌افزار آباکوس، تشخیص عیب جدالایگی در هستة کامپوزیتی بررسی شده است. در شبیه‌سازی در نرم‌افزار اجزا محدود، امواج هدایت‌شده فراصوتی را در هستة کامپوزیتی منتشر کرده و بر روی امواج دریافتی بحث می‌شود و سیگنال دریافتی در حالتی که کابل دارای عیب است با حالت بدون عیب مقایسه می‌گردد. در شبیه سازی انجام‌شده اندازه فشار وارد بر کابل و ابعاد هستة کابل و طول عیب متغییر در نظر گرفته می‌شوند، سپس میزان فشار وارده به انتهای هستة کابل به عنوان سیگنال دریافتی استخراج خواهد شد. پس از استخراج سیگنال، در نرم افزار متلب، سیگنال‌ها برای حالت سالم و معیوب تحلیل می‌شوند و شاخص مناسب برای بازرسی انتخاب می‌شود.
کلیدواژه ها
موضوعات
Title
Extraction of suitable parameters of composite cables inspection using simulation of ultrasound guided waves
Authors
Sepide Ardalanmanesh, Mohammad Hossein Soorgee
Abstract
Electricity transport cables are usually made of a steel core covered by aluminum or copper shell. The generated heat inside the cable is a limiting factor for power transmission capacity. Composite cables are suggested in order to increase the maximum heat capacity of cables. A composite cable, manufactured from a proper material, can withstand against larger heat, due to smaller coefficient of conductivity, as well as caring larger mechanical loads. One of the most important issues in composite cables manufacturing process is the Non-destructive testing scheme of applied to the cables, in order to detect any defect or discontinuity, which may lead to failure of the cable under applied loads. In this paper, the proper frequency and incident angle of a wedge shoe is investigated, in order to develop a delamination detection scheme for a composite cable. The cable core is made of carbon-epoxy while the shell is made of glass-epoxy composite. It has been shown that a 160 kHz signal, while emitted in a 25 degree angle from a Perspex wedge leads to optimize results.
Keywords
composite cables, Ultrasonic Guided waves, delamination inspection, Finite Element Method