Cuantificación de la Tensión del Tornillo mediante Ondas Acústicas Superficiales: Un Estudio de Simulación Verificado Experimentalmente
Autores: Alhazmi, Hani; Guldiken, Rasim
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Cuantificación de la Tensión del Tornillo mediante Ondas Acústicas Superficiales: Un Estudio de Simulación Verificado Experimentalmente
Categoría
Artes
Subcategoría
Música
Palabras clave
Cuantificación de la tensión del perno
Onda acústica superficial
Modelado por elementos finitos
Unión atornillada
Precarga
Resultados experimentales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Cuantificar la tensión de los pernos y asegurar que estén adecuadamente apretados para infraestructuras civiles a gran escala es crucial. Este estudio investigó la viabilidad de emplear la onda acústica superficial (SAW) para cuantificar la tensión del perno a través de modelado por elementos finitos. La hipótesis central es que el área real de contacto en una unión atornillada aumenta a medida que se incrementa la tensión o la precarga, causando un cambio en la firma acústica. Las simulaciones 3D verificadas experimentalmente se llevaron a cabo en dos pasos: primero se aplicó una precarga al cuerpo del perno para simular el comportamiento realista de la unión atornillada; y luego se excitó la propagación de la SAW en la superficie superior de la placa para reflejarse desde la unión atornillada. El valor de la tensión del perno se varió entre 4 y 24 kN (perno adecuadamente apretado) en pasos de 4 kN para estudiar el efecto de la tensión del perno. Los resultados indican un aumento en la amplitud de la onda reflejada y un cambio gradual de fase, de hasta 0.5 us, a medida que aumentaba la tensión del perno. Además, el resultado muestra que la distancia entre la primera onda reflejada y la fuente se acorta a medida que aumenta la precarga, como se había hipotetizado. Se observó una diferencia de 1.9 mm en la distancia entre la precarga máxima y mínima. Como parte de este estudio, los resultados de la simulación también se compararon con los resultados experimentales, y se demostró un buen acuerdo entre la simulación y los experimentos.
Descripción
Cuantificar la tensión de los pernos y asegurar que estén adecuadamente apretados para infraestructuras civiles a gran escala es crucial. Este estudio investigó la viabilidad de emplear la onda acústica superficial (SAW) para cuantificar la tensión del perno a través de modelado por elementos finitos. La hipótesis central es que el área real de contacto en una unión atornillada aumenta a medida que se incrementa la tensión o la precarga, causando un cambio en la firma acústica. Las simulaciones 3D verificadas experimentalmente se llevaron a cabo en dos pasos: primero se aplicó una precarga al cuerpo del perno para simular el comportamiento realista de la unión atornillada; y luego se excitó la propagación de la SAW en la superficie superior de la placa para reflejarse desde la unión atornillada. El valor de la tensión del perno se varió entre 4 y 24 kN (perno adecuadamente apretado) en pasos de 4 kN para estudiar el efecto de la tensión del perno. Los resultados indican un aumento en la amplitud de la onda reflejada y un cambio gradual de fase, de hasta 0.5 us, a medida que aumentaba la tensión del perno. Además, el resultado muestra que la distancia entre la primera onda reflejada y la fuente se acorta a medida que aumenta la precarga, como se había hipotetizado. Se observó una diferencia de 1.9 mm en la distancia entre la precarga máxima y mínima. Como parte de este estudio, los resultados de la simulación también se compararon con los resultados experimentales, y se demostró un buen acuerdo entre la simulación y los experimentos.