Applications of modal analysis for examining structural state of synthethic-fibre nonwoven composites

• Autorzy: Nossol P. , Gliniorz R. , Kroll L. , Heinrich M.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie analizy modalnej do badania stanu struktury kompozytów wzmocnionych włókniną syntetyczną

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The dynamic behaviour of thermoplastic samples reinforced with aramid or polyester based nonwoven fabrics has been investigated. Changes in the structural state of specimens through open hole and impact damage could be proved by changes in modal parameters. Furthermore a directionality study has been performed showing clear dependence of modal parameters and fibre orientation. An appropriate frequency band was selected for a robust structural state detection of the samples. Additionally, a special modal hammer device was used to increase the accuracy of determining the modal parameters. This work continues investigations which can serve as a foundation for modal analysis based structural health monitoring (SHM) and quality control systems for composite structures.

PL

Zbadane zostało dynamiczne zachowanie próbek kompozytowych o osnowie termoplastycznej, wzmocnionych włókniną aramidową lub poliestrową. Wykazano, że zmiany w stanie struktury próbek, wywołane wierceniem otworów i uszkodzeniem udarowym, mogą być wykrywane w oparciu o zmiany parametrów modalnych. Przeprowadzono również badania, w których pokazano wyraźną zależność pomiędzy parametrami modalnymi a ukierunkowaniem włókien. Do właściwego wykrywania stanu strukturalnego próbek wybrane zostało odpowiednie pasmo częstotliwości. Dodatkowo zastosowane zostało specjalne urządzenie dla młotka modalnego zwiększające dokładność wyznaczania parametrów modalnych. Praca jest kontynuacją badań, które mogą służyć jako podstawa dla systemu przeznaczonego do monitorowania stanu konstrukcji oraz kontroli jakości, bazującego na analizie modalnej.

Słowa kluczowe

EN

aramid nonwovens; polyester nonwovens; anisotropy; impact damage; open-hole; modal analysis; technical diagnostics; SHM; quality control system

PL

włóknina aramidowa; włóknina poliestrowa; anizotropia; uszkodzenia udarowe; otwory; analiza modalna; diagnostyka techniczna; monitorowanie stanu konstrukcji; kontrola jakości

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 15, nr 3
• Strony: 130--136
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Nossol P.

• Technische Universität Chemnitz, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Lightweight Structures and Polymer Technology, D-09107 Chemnitz, Germany

autor

Gliniorz R.

• Technische Universität Chemnitz, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Lightweight Structures and Polymer Technology, D-09107 Chemnitz, Germany
• Kompetenzzentrum Strukturleichtbau e.V. D-09126 Chemnitz

autor

Kroll L.

• Technische Universität Chemnitz, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Lightweight Structures and Polymer Technology, D-09107 Chemnitz, Germany

autor

Heinrich M.

• Technische Universität Chemnitz, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Lightweight Structures and Polymer Technology, D-09107 Chemnitz, Germany
• Kompetenzzentrum Strukturleichtbau e.V. D-09126 Chemnitz

Bibliografia

• [1] Doebling S.W., Farrar C.R. Prime M.B., A Summary Review of Vibration-Based Damage Identification Methods, Los Alamos 1998.
• [2] Nossol P., Czech A., Kroll L., Experimental investigation of dynamic behavior of thermoplastic fibre reinforced laminates, Composites Theory and Practice 2013, 2, 128-134.
• [3] Albrecht W., Erth H., Fuchs H., Vliesstoffe: Rohstoffe, Herstellung, Anwendung, Eigenschaften, Prüfung, Wiley, 2012.
• [4] Schürmann H., Konstruieren mit Faser-Kunststoff-Verbunden, 2. ed., Springer Verlag 2007.
• [5] Schulze R., Heinrich M., Nossol P., Forke R., Sborikas M., Tsapkolenko A., Billep D., Wegener M., Kroll L., Gessner T., Piezoelectric P(VDF-TrFE) transducers assembled with micro injection molded polymers, Sensors and Actuators A: Physical 2014, 159-165.
• [6] Kroll L., Elsner H., Heinrich M., Sticktechnologische Herstellung von Sensorstrukturen in textilen Trägermaterialien, Melliand Textilberichte: European Textile Journal 2008, Februar 26-27.
• [7] Bond-Laminates GmbH, 15 Januar 2015. [Online]. Available: http://www.bond-laminates.com/en/tepexr-materials.html. [Accessed 15 January 2015].
• [8] Matthews F.L., Damage in Fibre Reinforced Plastics; Its Nature, Consequences and Detection, Proceedings of the 3rd International Conference on Damage Assessment of Structures (DAMAS 99), 1999, 1-16.