بررسی اثر نسبت اضلاع میله در انتشار امواج هدایت شده فراصوت در میله ای با مقطع مستطیلی

در این پژوهش تاثیر نسبت اضلاع مقطع یک میله با مقطع مستطیل بر سرعت امواج طولی، پیچشی و خمشی بررسی می شود و جابجایی ذرات میله در مجاورت سطوح آزاد آن به دست می آید. حرکت موج در یک میله با مقطع مستطیل باید به صورت سه بعدی تحلیل شود. در دستگاه معادلات همگنی که برای تامین شرایط مرزی سطوح بدون تنش تشکیل می شود، ضرایب نامعینی ظاهر می شوند که برای وجود جواب غیربدیهی باید دترمینان ضرایب این دستگاه برابر صفر شود. به این ترتیب معادله مشخصه امواج قابل انتشار به دست می آید. با نوشتن یک برنامه کامپیوتری ریشه های حقیقی این معادله استخراج، و نمودارهای طیف فرکانس، سرعت فاز، سرعت گروه و ساختار موج برای امواج طولی، پیچشی و خمشی رسم می شوند. با افزایش نسبت اضلاع مقطع میله مشاهده می شود که با افزایش فرکانس، سرعت فاز امواج طولی و پیچشی کاهش یافته در حالی که سرعت فاز امواج خمشی افزایش یافته است. همچنین برای بعضی از مودها، تغییر مکان ذرات در مجاورت سطح قابل ملاحظه و برای بعضی مودهای دیگر این تغییر مکان ناچیز است.