استفاده از فراماده ها در پایش سلامت سازه ها

در سازه هایی همچون پلها، خطوط لوله، اجزای تشکیلدهنده هواپیماها و انواع ساختمانهای مسکونی و حساس به وجود آمدن و گسترش ترک امری اجتناب ناپذیر است. در دنیای امروز مبحث پایش سلامت سازه ها ۱و انواع آزمونهای غیر مخرب کاربرد فراوانی پیدا کرده که میتوانند عیوب به وجود آمده را قبل از خرابی کل سازه اطلاع بدهند. آکوستیک امیشن یکی از روشهای غیرفعال پایش سلامت سازه و تست غیر مخرب میباشد که با چالشهایی نیز روبرو است، ازجمله تعدد سنسورها، در دسترس نبودن نقاط حساس، بازتاب ناخواسته امواج ساطع شده از ترکها، تداخل امواج دو منبع مولد ترک، و اثر غیرخطی امواج هارمونیک. در این پژوهش، برای کاهش آثار منفی از آرایش منحصربه فرد فراماده۵در محیط دوبعدی و سه بعدی استفاده شده است. برای چیدمان بهینه المانهای فراماده از الگوریتم های بهینه سازی فرا ابتکاری ۶همچون ژنتیک و ازدحام ذرات در محیط نرم افزار ی آباکوس استفاده گردید. محل بهینه قرارگیری المانهای فراماده و ابعاد بهینه آنها به کمک کد نویسی به زبان پایتون و متلب، برای چند نوع مدل به صورت زائده، حفره و چند جنسی موردبررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان میدهند که امواج ناخواسته و مخرب همچنین نویزهای موجود در محل را میتوان با استفاده از فرماده ها در قسمت اندازه گیری تغییرمکان یا نیرو کاهش داد.