استفاده از تبدیل موجک برای تعیین تجربی فرکانس طبیعی نمونه شیاردار از جنس فولاد لوله انتقال گاز بوسیله آزمایش ضربه سقوطی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مکانیک - دانشگاه بیرجند

چکیده
یکی از قابلیت‌های مهم آزمایش ضربه که تا کنون کمتر استفاده شده است، تعیین تجربی فرکانس طبیعی نمونه می‌باشد. هدف از انجام پژوهش حاضر اندازه-گیری تجربی فرکانس طبیعی فولاد حین آزمایش ضربه سقوطی است. به این منظور در این پژوهش برای اولین بار (در حوزه مطالعات فولاد لوله‌های پرفشار انتقال گاز طبیعی) از تبدیل موجک برای تحلیل سیگنال شتاب استفاده شده است. سیگنال شتاب حین شکست نمونه فولادی API X65 بوسیله شتاب‌سنج ذخیره و با استفاده از روش تبدیل موجک بررسی شد. آزمایش ضربه سقوطی طبق استاندارد API 5L با استفاده از سه نمونه آزمایشگاهی شیاردار انجام شد. نمونه‌ها از یک لوله فولادی با درزجوش مارپیچ جداسازی شد و با ماشین‌کاری به ابعاد استاندارد رسید. پس از آزمایش ضربه، سیگنال‌ شتاب مربوطه به هر نمونه که دارای نوسان زیادی بود بوسیله تبدیل موجک گسسته به محدوده‌های کم‌فرکانس و پرفرکانس تجزیه گردید و ضرایب موجک به‌دست آمد. در ادامه با روش حد آستانه سراسری روی ضرایب جزئیات، از سیگنال شتاب نوفه‌زدایی شد. در نهایت با اعمال تبدیل موجک پیوسته روی سیگنال شتاب نوفه‌زدایی شده، فرکانس طبیعی نمونه محاسبه گردید. میانگین فرکانس طبیعی به‌دست آمده از سه نمونه برای فولاد API X65 برابر 598/2 کیلوهرتز به‌دست آمد. هم-چنین بازه زمانی وقوع فرکانس طبیعی نیز به‌دست آمد که در این آزمایش در محدوده یک میلی‌ثانیه اول آزمایش اتفاق افتاد. مقایسه نتایج بدست آمده با تحقیقات مشابه کارایی مناسب روش تبدیل موجک را برای اندازه‌گیری دقیق فرکانس طبیعی طی آزمایش ضربه سقوطی نشان داد.