COMSOL MULTIPHYSICS ДЛЯ МОДЕЛЮВАННЯ УЛЬТРАЗВУКОВИХ ХВИЛЬ: МОЖЛИВОСТІ, ЗАСТОСУВАННЯ ТА ПРИКЛАДИ

Анотація

Досліджено застосування програмного пакету COMSOL Multiphysics для моделювання ультразвукового контролю, що є важливим методом неруйнівного контролю в багатьох галузях промисловості. Розглянуто можливості COMSOL Multiphysics у порівнянні з іншими поширеними програмами для моделювання ультразвукового контролю, такими як Ansys, MATLAB, Abaqus та PZFlex. Проаналізовано переваги COMSOL Multiphysics, зокрема його здатність моделювати мультифізичні процеси, зручний графічний інтерфейс та широкі можливості інтеграції з іншими програмними інструментами. Зосереджено увагу на тому, як COMSOL Multiphysics дозволяє враховувати взаємодію різних фізичних явищ, що є критично важливим для точного моделювання ультразвукового контролю, де необхідно аналізувати складну взаємодію ультразвукових хвиль з досліджуваним матеріалом та наявними в ньому дефектами. COMSOL Multiphysics надає широкий спектр інструментів та модулів, що дозволяють моделювати різні аспекти ультразвукового контролю. У статті детально описано модулі та інструменти COMSOL Multiphysics, які використовуються для моделювання акустичних хвиль, включаючи Acoustics Module, Structural Mechanics Module та Multiphysics Coupling. Розглянуто можливість моделювання різних типів ультразвукових хвиль за допомогою COMSOL, включаючи поздовжні, поперечні та поверхневі хвилі. Представлено результати моделювання ультразвукового контролю з використанням COMSOL Multiphysics. Візуалізовано процеси поширення хвиль, розподіл тиску, розподіл електричного потенціалу в датчику та розподіл механічних напружень у досліджуваному зразку. Проаналізовано вплив наявності дефектів у матеріалі на характеристики сигналів ультразвукового контролю. Отримані дані моделювання дозволяють наочно продемонструвати можливості COMSOL Multiphysics для візуалізації та аналізу ультразвукового контролю. Підтверджено, що COMSOL Multiphysics є потужним інструментом для дослідження та розробки методів неруйнівного контролю, зокрема ультразвукового. Запропоновано напрямки подальших досліджень з використанням COMSOL Multiphysics в області ультразвукового контролю, спрямовані на розробку нових методів діагностики та оптимізацію існуючих.