Simulación de retrodispersión ultrasónica en microestructuras policristalinas
Autores: Dobrovolskij, Dascha; Schladitz, Katja
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Artes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 11
Citaciones: Sin citaciones
La prueba ultrasónica de medios policristalinos se basa en gran medida en la simulación de las señales esperadas para detectar e interpretar correctamente las desviaciones debidas a defectos. Muchos efectos perturban las ondas ultrasónicas que se propagan en medios policristalinos. Uno de ellos es la dispersión debida a la microestructura granular del policristal. El ruido microestructural que surge cambia con la distribución del tamaño de grano y la frecuencia de prueba. Aquí se introduce un método para simular este ruido. Modelamos geométricamente la microestructura granular para determinar su influencia en la señal ultrasónica retrodispersada. Para ello, utilizamos teselaciones de Laguerre generadas por empaquetamientos aleatorios de esferas que dividen el espacio en poliedros convexos: las celdas. Las celdas representan granos en un policristal real. Las celdas se caracterizan por su volumen y actúan como dispersores individuales. Calculamos los coeficientes de dispersión celda por celda mediante la aproximación de Born. Luego combinamos la técnica de Superposición de Fuentes Puntuales Generalizadas con las contribuciones retrodispersadas resultantes de la estructura celular para calcular la señal ultrasónica retrodispersada. Aplicando esta nueva metodología, calculamos las señales retrodispersadas en un experimento de pulso-eco para un Inconel-617 cristalizado cúbico de grano grueso y un titanio cristalizado hexagonal de grano fino. Ajustar teselaciones aleatorias de Laguerre a la estructura de grano observada permite simular dentro de múltiples realizaciones del modelo propuesto y, por lo tanto, estudiar la variación de la señal retrodispersada debido a la variación microestructural.
Descripción
La prueba ultrasónica de medios policristalinos se basa en gran medida en la simulación de las señales esperadas para detectar e interpretar correctamente las desviaciones debidas a defectos. Muchos efectos perturban las ondas ultrasónicas que se propagan en medios policristalinos. Uno de ellos es la dispersión debida a la microestructura granular del policristal. El ruido microestructural que surge cambia con la distribución del tamaño de grano y la frecuencia de prueba. Aquí se introduce un método para simular este ruido. Modelamos geométricamente la microestructura granular para determinar su influencia en la señal ultrasónica retrodispersada. Para ello, utilizamos teselaciones de Laguerre generadas por empaquetamientos aleatorios de esferas que dividen el espacio en poliedros convexos: las celdas. Las celdas representan granos en un policristal real. Las celdas se caracterizan por su volumen y actúan como dispersores individuales. Calculamos los coeficientes de dispersión celda por celda mediante la aproximación de Born. Luego combinamos la técnica de Superposición de Fuentes Puntuales Generalizadas con las contribuciones retrodispersadas resultantes de la estructura celular para calcular la señal ultrasónica retrodispersada. Aplicando esta nueva metodología, calculamos las señales retrodispersadas en un experimento de pulso-eco para un Inconel-617 cristalizado cúbico de grano grueso y un titanio cristalizado hexagonal de grano fino. Ajustar teselaciones aleatorias de Laguerre a la estructura de grano observada permite simular dentro de múltiples realizaciones del modelo propuesto y, por lo tanto, estudiar la variación de la señal retrodispersada debido a la variación microestructural.