روش آکوستیک برای تعیین غلظت اجزا در کامپوزیت‌های سه‌جزیی تحت فرآیندهای ایزوباریک و ایزوترمال

پذیرفته شده برای پوستر
کد مقاله : 1063-ISAV2025 (R3)
نویسندگان
1نویسنده
2استاد راهنما
3نویسنده همکار
4استاد مشاور
چکیده
در این مقاله، سرعت فاز امواج صوتی در کامپوزیت‌های سه‌جزئی با آرایش تناوبی خطی (دوره تناوب ۱) در فشارهای مختلف در یک فرآیند دما ثابت و در دمای های مختلف در یک فرآیند فشار ثابت مورد بررسی قرار گرفته است. به روش معکوس به تعیین میزان غلظت اجزا پرداخته شده است .در این پژوهش، انتشار امواج آکوستیکی بلند در بلورهای فونونی سه جزئی مورد مطالعه قرار گرفته و وابستگی سرعت فاز موج به غلظت حجمی اجزای تشکیل دهنده بلور تحلیل شده است. غلظت اجزای موجود در سلول واحد با استخراج رابطه سرعت فاز در این سلول تعیین میگردد. مسئله ریاضی مورد نظر یک مسئله معکوس است. برای تأمین تعداد معادلات کافی به منظور تعیین مجهولات، سرعت فاز در سلول واحد در دو روش مختلف بررسی شده است. نتایج نشان میدهد که اندازه گیری دقیق سرعت موج در روش های مختلف، تعیین غلظت تمامی عناصر بلوری را با دقت بالا امکان پذیر می سازد. هدف این مقاله، توسعه روشی برای تعیین غلظت اجزای یک مخلوط سه جزئی با استفاده از سرعت فاز امواج آکوستیکی بلند است. این پژوهش از آن جهت حائز اهمیت است که کاربردهای مستقیمی در فرآیند ساخت نانوکامپوزیت‌ها، بهینه‌سازی روش‌های تولید و کنترل کیفیت در صنایع هوافضا (هواپیما . راکت و پهپاد)و صنایع حمل‌ونقل (خودرو . کشتی و…)دارد.روش کار به این ترتیب است: ابتدا معادلات حاکم بر انتشار امواج صوتی ارائه شده‌اند.به دو روش در دو فرآیند دما ثابت و فشار ثابت , رابطه مربوط به سرعت فاز صوت به دست آمده است. در نهایت، با یک مثال عددی درستی رابطه سرعت صوت فاز مورد بررسی قرار گرفته است.
کلیدواژه ها
 
Title
Acoustic method for determining component concentration in ternary composites under isobaric and isothermal processes
Authors
seyed mohammad farough Ashraf sajadi, Sergey Viktorovich Sukhinin, Fereshteh Eivazkhani, Sirwan Farhadi
Abstract
This article investigates the phase velocity of acoustic waves in three-component composites with a linear periodic arrangement (period 1) under various pressures in an isothermal process and at different temperatures in an isobaric process. The inverse method is used to determine the component concentrations. This research studies the propagation of long acoustic waves in three-component phononic crystals and analyzes the dependence of the wave phase velocity on the volume concentration of the crystal's constituent components. The concentration of components in the unit cell is determined by deriving the phase velocity relation within this cell. The underlying mathematical problem is an inverse problem. To provide a sufficient number of equations for determining the unknowns, the phase velocity in the unit cell was examined using two different methods. The results show that accurate measurement of wave velocity using different methods enables the determination of the concentration of all crystalline elements with high precision. The aim of this article is to develop a method for determining the concentration of components in a three-component mixture using the phase velocity of long acoustic waves. This research is significant due to its direct applications in the manufacturing processes of nanocomposites, optimization of production methods, and quality control in the aerospace industry (aircraft, rockets, and drones) and the transportation industry (automobiles, ships, etc.). The methodology is as follows: first, the governing equations for acoustic wave propagation are presented. The relation for the acoustic phase velocity was derived using two methods in both isothermal and isobaric processes. Finally, the validity of the phase velocity relation was examined using a numerical example.
Keywords
Non-destructive testing (NDT) for three-component composite materials, phononic crystals, composite quality control, acoustic method, composite sound velocity