Dalam penelitian ini, kami berfokus pada pengembangan teknik sederhana untuk mengidentifikasi dan mengklasifikasi imperfections pada batas antara lapisan yang terlibat dalam interaksi gelombang akustik. Teknik ini didasarkan pada rasio stiffness normal dan transverse antara lapisan yang diukur dengan cara membandingkan koefisien refleksi longitudinal dan shear pada incidence normal.

Ko dan Adler [23] menggunakan mode tertinggi dari gelombang Lamb yang diperluas untuk meneliti sifat interfacial pada substrat lapisan imperfect. Hasil penelitian mereka menunjukkan bahwa posisi poin putar dalam kurva dispersi, serta bentuknya sendiri, sangat sensitif terhadap variasi kualitas ikatan.

Chiroiu et al. [24] menggunakan gelombang Stoneley yang mengalir di sepanjang batas antara media lapisan yang berbeda untuk meneliti dan menganalisis perilaku ikatan adhesif pada daerah interfacial. Singher [25] proyeksi model quasi-statik untuk interaksi gelombang guided ultrasonic dengan interface imperfect, serta mengevaluasi kekuatan ikatan.

Kosbi et al. [26] menggunakan mikroskopi akustik skala yang dapat diukur (SAM) dan gelombang surface acoustic wave (SAW) untuk memantau kurva dispersi substrat kaca yang dilapisi emas, serta mengevaluasi kondisi ikatan. Mereka menemukan bahwa perubahan stiffness interfacial dan tebal film adhesif silicone oil sangat signifikan terhadap kurva dispersi.

Seifried et al. [27] menggunakan model analitik dan numerik yang dikombinasikan dengan pengukuran eksperimental untuk mengembangkan pemahaman kuantitatif tentang propagasi gelombang Lamb guided pada komponen yang diadhesikan lapisan. Studi mereka menunjukkan sensitivitas jenis gelombang ini terhadap kelemahan ikatan adhesif dan perilaku viskoelastiknya.

Baru-baru ini, Leiderman dan Braga [28] mempresentasikan metode analitik-numerik untuk simulasi scattering gelombang ultrasonic oleh plat anisotrop lapisan yang teradheks dengan cacat adhesif non-homogen. Mereka menggunakan pendekatan quasi-statik serta seri perturbasi reguler sangat tinggi untuk memungkinkan modeling flaw interfacial yang tidak rata.

Dalam paper ini, kami menggunakan model laminate yang sederhana serta formulasi state space, teknik transfer matrix (T-matrix), dan fitur-fitur teori scattering resonansi (RST) untuk menganalisis scattering gelombang akustik oleh tabung silinder multilayered dengan ikatan imperfect yang terisi cairan kompressibel. Fokus utama kami adalah mempelajari efek imperfection interfacial pada sensitivitas resonance dalam komponen medan yang tersebar.

Sebagai contoh numerik, kami membahas contoh numerik yang ilustratif untuk tabung silinder air-filled multilayered untuk mengevaluasi efek imperfection pada respons moda struktur. Model yang diusulkan ini memiliki nilai praktis tinggi dalam karakterisasi atau pengujian ultrasonic untuk tabungan silinder, tangki penyimpanan, dan pipa yang penting diterapkan dalam industri transportasi minyak, gas, air, power generation, dan processing kimia.

Ekuivalen Medan Akustik

Pertimbangkan gelombang akustik harmonic infinite plane dengan frekuensi lingkungan ω, yang datang secara tidak langsung pada sudut α pada tabung silinder multilayered yang panjangnya tak terhingga, jari dalam (a1) dan luar (aq+1), yang terbuat dari q individual layers. Tebal k’th layer dinyatakan dengan hk = ak+1 – ak, untuk k=1,2,…,q. Geometri problema digambarkan pada Gambar 1, di mana (x,y,z) adalah sistem koordinat Cartesius dengan asal O, arah z sejajar dengan sumbu tabung.

Hasil Numerik

Untuk menunjukkan sifat dan perilaku umum solusi, kami mempertimbangkan beberapa contoh numerik. Mengingat jumlah besar parameter yang terlibat, serta panjangnya tidak terlalu jauh, kami menggunakan model laminate yang sederhana.

Dalam contoh numerik ini, kami membahas tabung silinder air-filled multilayered dengan imperfection interfacial yang tidak rata. Hasil penelitian menunjukkan bahwa efek imperfection interfacial sangat signifikan terhadap respons moda struktur.