NGHIÊN CỨU PHÁT HIỆN VẾT NỨT BỀ MẶT TRÊN THÉP S45C SỬ DỤNG SÓNG RAYLEIGH

Tóm tắt

Trong nghiên cứu này, mô hình mô phỏng số bằng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) được xây dựng để phân tích sự lan truyền của sóng Rayleigh và tương tác của chúng với các vết nứt bề mặt trên thép S45C. Với việc sử dụng xung Rayleigh băng rộng tần số 590 kHz, nhóm tác giả đã tính toán đặc tính tán xạ qua các rãnh có độ sâu từ 0,5 mm đến 20 mm. Kết quả cho thấy sự gia tăng mạnh biên độ vận tốc hạt thành phần trong mặt phẳng (in-plane) tại khu vực gần khuyết tật, cao hơn so với thành phần ngoài mặt phẳng (out-of-plane). Hiện tượng này được giải thích do sự chuyển đổi chế độ sóng tạo ra các sóng dọc lướt bề mặt. Ngoài ra, việc quan sát các xung Rayleigh đến muộn từ sự phản xạ nội tại trong rãnh cho phép xác định chính xác độ sâu vết nứt. Nghiên cứu cung cấp cơ sở quan trọng để tối ưu hóa kỹ thuật kiểm tra không phá hủy (NDT) trên vật liệu thép kết cấu.

Title

INVESTIGATION OF SURFACE CRACK DETECTION IN S45C STEEL USING RAYLEIGH WAVES

Abstract

In this study, a finite element method (FEM) numerical simulation model was constructed to analyze the propagation of Rayleigh waves and their interaction with surface cracks on S45C steel. By employing a broadband Rayleigh pulse with a central frequency of 590 kHz, the scattering characteristics were calculated for slots with depths ranging from 0.5 mm to 20 mm. The results show a significant increase in the amplitude of the in-plane particle velocity component in the region near the defect, which is greater than that of the out-of-plane component. This phenomenon is explained by mode conversion that generates surface-skimming longitudinal waves. In addition, the observation of delayed Rayleigh pulses resulting from internal reflections within the slot enables accurate determination of crack depth. The study provides an important basis for optimizing non- destructive testing (NDT) techniques for structural steel materials.