The use of acoustic emission to determine the safe load range of GFRP composites used in ship and aviation structures

• Autorzy: Dudzik Krzysztof , Charchalis Adam

Identyfikatory

DOI

10.2478/jok-2022-0025

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie emisji akustycznej do wyznaczania bezpiecznego zakresu obciążeń kompozytów polimerowoszklanych stosowanych w konstrukcjach okrętowych i lotniczych

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The article presents the methodology and results of strength tests with simultaneous registration of acoustic emission. The subject of the research were glass fibrereinforced plastics (GFRP) made by hand lamination. The obtained results allows to identify the stresses characteristic of the individual stages of the material failure process. These results can be the basis for determining the safe scope of application of the mentioned materials, especially helpful at the stage of designing ship and aircraft structures. The analysis of the test results allows to determine the safe level of stresses not exceeding about 70 MPa.

PL

W artykule przedstawiono metodykę oraz wyniki badań wytrzymałościowych z jednoczesną rejestracją emisji akustycznej. Przedmiotem badań były materiały kompozytowe polimerowo-szklane wykonane metodą laminowania ręcznego. Uzyskane wyniki pozwalają na identyfikację naprężeń charakterystycznych dla poszczególnych etapów procesu niszczenia badanego materiału. Wyniki te mogą być podstawą do wyznaczania bezpiecznego zakresu stosowania wspomnianych materiałów, szczególnie pomocne na etapie projektowania konstrukcji okrętowych i lotniczych. Analiza wyników przeprowadzonych badań pozwalają określić bezpieczny poziom naprężeń nieprzekraczających ok. 70 MPa.

Słowa kluczowe

EN

composite material; strength test; acoustic emission; destruction of material

PL

materiał kompozytowy; badanie wytrzymałościowe; emisja akustyczna; niszczenie materiału

• Wydawca: Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONBiN
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 52, iss. 3
• Strony: 87--105
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dudzik Krzysztof

• Gdynia Maritime University (Uniwersytet Morski w Gdyni)

autor

Charchalis Adam

• Gdynia Maritime University (Uniwersytet Morski w Gdyni)

Bibliografia

• 1. Dudzik K., Charchalis A.: Possibility analysis of using acoustic emission for monitoring technical condition of compressed air installation of 3AL25/30 engine. Journal of KONBiN, Vol. 49, Iss. 3, 2019, DOI 10.2478/jok-2019-0047.
• 2. Dudzik K., Labuda W.: The Possibility of Applying Acoustic Emission and Dynamometric Methods for Monitoring the Turning Process. Materials 2020, 13, 2926.
• 3. Fotouhi M., Sadeghi S., Jalalvand M., Ahmadi M.: Analysis of the damage mechanisms in mixed-mode delamination of laminated composites using acoustic emission data clustering. Journal of Thermoplastic Composite Materials, 2017, 30.
• 4. Królikowski W.: Polimerowe Kompozyty Konstrukcyjne. PWN, Warszawa, 2012.
• 5. Kyzioł L., Panasiuk K., Hajdukiewicz G., Dudzik K.: Acoustic Emission and K-S Metric Entropy as Methods for Determining Mechanical Properties of Composite Materials. Sensors 2021, 21, 145.
• 6. Malecki I., Ranachowski J.: Emisja Akustyczna, źródła, metody, zastosowania. Pascal Publications, Warszawa 1994.
• 7. McCrory J.P., Al-Jumaili S.K., Crivelli D., Pearson M.R., Eaton M.J., Featherston C.A., Guagliano M., Holford K.M., Pullin R.: Damage classification in carbon fibre composites using acoustic emission: A comparison of three techniques. Composites Part B: Engineering, 2005, 68, 424–430.
• 8. Nikbakht M., Yousefi J., Hosseini-Toudeshky H., Minak G.: Delamination evaluation of composite laminates with different interface fibre orientations using acoustic emission features and micro visualization. Composites Part B: Engineering, 2017, 113, 185–196.
• 9. Ono K.: Structural Health Monitoring of Large Structures Using Acoustic Emission–Case Histories. Applied Sciences, 2019, 9, 4602.
• 10. Panasiuk K., Dudzik K.: Determining the Stages of Deformation and Destruction of Composite Materials in a Static Tensile Test by Acoustic Emission. Materials, 2022, 15, 313, DOI 10.3390/ma15010313.
• 11. Panasiuk K., Dudzik K., Hajdukiewicz G.: Acoustic Emission as a Method for Analyzing Changes and Detecting Damage in Composite Materials During Loading. Archives of Acoustics, 2021, 46.
• 12. Saeedifar M., Fotouhi M., Ahmadi Najafabadi M., Hosseini Toudeshky H., Minak G.: Prediction of quasi-static delamination onset and growth in laminated composites by acoustic emission. Composites Part B: Engineering, 2016, 85.
• 13. Šofer M., Cienciala J., Fusek M., Pavlícek P., Moravec R.: Damage Analysis of Composite CFRP Tubes Using Acoustic Emission Monitoring and Pattern Recognition Approach. Materials 2021, 14, 786.
• 14. Wojas G.: Zagadnienia jakości badań nieniszczących. Wymagania ogólne w zakresie kompetencji laboratoriów badawczych]. Przegląd Spawalnictwa, 2015, 87.
• 15. Zaki A., Chai H., Aggelis D., Alver, N.: Non-Destructive Evaluation for Corrosion Monitoring in Concrete: A Review and Capability of Acoustic Emission Technique. Sensors, 2015, 15(8), 19069–19101.
• 16. Zhuang X., Yan X.: Investigation of damage mechanisms in self-reinforced polyethylene composites by acoustic emission. Composites Science and Technology, 2006, 66.