Wpływ strategii kalibracji badań ultradźwiękowych na wyniki zawartości porowatości w kompozytach polimerowo-węglowych

• Autorzy: Szymański Rafał

Identyfikatory

DOI

10.26357/BNiD.2024.016

Warianty tytułu

EN

Effect of ultrasonic testing calibration strategy on porosity content results in polymer-carbon composites

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł wpisuje się we współczesne zainteresowania firm z branży lotniczej. W artykule wymieniono najczęstsze niezgodności występujące w strukturach kompozytowych powstające zarówno na etapie produkcyjnym jak i eksploatacyjnym. W pracy skupiono się na defekcie typu porowatość, który jest najczęstszą niezgodnością powstającą podczas produkcji elementów kompozytowych. Badania opisane w artykule przeprowadzono na serii płaskich płyt kompozytowych (polimerowo węglowych). Do wykrycia porowatości wykorzystano metodę ultradźwiękową Phased Array. W badaniach wykorzystano dwie różne strategie kalibracji czułości badań ultradźwiękowych: na elemencie badanym oraz na elemencie wzorcowym. Wyniki badań z obu strategii kalibracji porównano z porowatością, którą wyznaczono metodą fizyko-chemiczną oraz optyczną. Na podstawie otrzymanych wyników określono wpływ kalibracji czułości badań ultradźwiękowych na wyniki zawartości porowatości w polimerowych kompozytach węglowych.

EN

The article is in line with the contemporary interests of aerospace companies. The article lists the most common nonconformities occurring in composite structures that occur at both the manufacturing and service stages. The paper focuses on a defect of the porosity type, which is the most common nonconformity generated during the production of composite parts. The tests described in the paper were conducted on a series of flat composite (polymer-carbon) plates. An ultrasonic Phased Array method was used to detect porosity. The study used two different calibration strategies for ultrasonic testing sensitivity: on the test piece and on the reference piece. The test results from both calibration strategies were compared with the porosity, which was determined by physical-chemical and optical methods. Based on the results obtained, theeffect of ultrasonic testing sensitivity calibration on the results of porosity content in polymeric carbon composites was determined.

Słowa kluczowe

PL

porowatość; badania nieniszczące; NDT; ultradźwięki; kompozyty (NDT); ultradźwiękowa; metoda SonReb

EN

porosity; non-destructive testing; NDT; ultrasonic; composite method

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Badania Nieniszczące i Diagnostyka
• Rocznik: 2024
• Tom: nr 3-4
• Strony: 84--89
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Szymański Rafał

• Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Lotnictwa

Bibliografia

• [1] J. Wang, A. Baker, P. Chang, Hybrid approaches for aircraft primary structure repairs, Elsevier Composite Structures 207, s. 190, 2019.
• [2] D. W. Radford, T. S. Rennick, Separating sources of manufacturing distortion in laminated composites, Journal of Reinforced Plastics and Composites, tom 19, s. 621, 2000.
• [3] C. Dong, A parametric study on the process-induced deformation of composite T-stiffener structures, Composites: Part A, tom 41, s. 515, 2010.
• [4] A. Arafath, Efficient numerical techniques for predicting process-induced stresses and deformations in composite structures, PhD Thesis, University of British Columbia, s. 6–7, 2007.
• [5] S. Wijskamp, Shape distortions in composite forming, PhD Thesis, University of Twente, Enschede, s. 1–2, 2005.
• [6] M. Brillant, Out-of-autoclave Manufacturing of Complex Shape Composite Laminates, MSc thesis, Department of Mechanical Engineering, McGill University, Canada, s. 17–18, 2010.
• [7] A. Ghobadi, Common Type of Damages in Composites and Their Inspections, World Journal of Mechanics, 2017, 7, s. 25.
• [8] R. Unnthorsson, M. P. Jonsson, T. P. Runarsson, NDT Methods for Evaluating Carbon Fibre Composites, Comptest, University of Bristol, s. 4–5, 2004.
• [9] U. P. Breuer, Commercial Aircraft Composite Technology, Springer International Publishing AG Switzerland, s. 81–84, 2018.
• [10] M. Chun-Yu Niu, Composite Airframe Structures, Hong Kong Conmilit Press, s. 186–189, 2010.
• [11] J. Schlimachs, A. Ogale, Out-of-autoclave curing process in polymer matrix composites, Manufacturing Techniques for Polymer Matrix Composites (PMCs), s. 440–442, 2012.
• [12] J. Lee, X. Ni, F. Daso, X. Xiao, D. King, J. S. Gomez, T.B. Varela, S. S. Kessler, B. L. Wardle, Advanced carbon fiber composite out-of-autoclave laminate manufacture via nanostructured out-of-oven conductive curing, Composites Science and Technology 166, s. 151–152, 2018.
• [13] Military handbook 17-3F, Volume 3, Chapter 7, s. 29, 2002.
• [14] A. Stępniowska, Wpływ wybranych parametrów na poprawność przeprowadzenia badań zawartości składników stałych w materiale kompozytowym, Prace Instytutu Lotnictwa, tom 3 (244), s. 148–149, 2016.
• [15] S.R. Ghiorse, A comparison of void measurement methods for carbon/epoxy composites, U.S. Army Materials Technology Laboratory, s. 2–4, 1991.