The influence of excitation frequency on the effectiveness of vibrothermographic testing

• Autorzy: Pieczonka Ł.

Warianty tytułu

PL

Wpływ częstotliwości wymuszenia na wyniki pomiarów metodą wibrotermografii

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper investigates the influence of excitation frequency on the effectiveness of vibrothermographic testing. Vibrothermography is a nondestructive testing method that monitors heat produced by damage under vibrational excitation in order to evaluate the structural health. Layered carbon fiber reinforced polymer plate with polytetrafluoroethylene (PTFE) insert, simulating delamination, was analyzed for a range of excitation frequencies. It was found that some of the frequencies generate much higher thermal response from the simulated delamination and should be therefore preferable for vibrothermographic testing. The paper contains the description of the experimental procedure together with presentation and discussion of the results.

PL

W artykule przeanalizowano eksperymentalnie wpływ częstotliwości wymuszenia na wyniki pomiarów metodą wibrotermografii. Wibrotermografia jest metodą badań nieniszczących która bazuje na pomiarze zmian temperatury pod wpływem wymuszenia drganiowego w celu wykrycia uszkodzeń w badanym materiale. W niniejszej pracy analizie poddano warstwową płytę kompozytową zbrojoną włóknem węglowym w której zasymulowano uszkodzenie w postaci delaminacji. Uszkodzenie zasymulowano przez umieszczenie w płycie wkładki z politetrafluoroetylenu (PTFE). Płytę poddano wymuszeniu drganiowemu w pewnym zakresie częstotliwości i zaobserwowano iż pewne częstotliwości generują znacznie wyższą odpowiedź termiczną w uszkodzonym obszarze płyty niż inne i są przez to preferowane w badaniach wibrotermograficznych. Artykuł zawiera szczegółowy opis metody pomiarowej oraz przeprowadzonych badań eksperymentalnych.

Słowa kluczowe

EN

thermography; vibrothermography; damage detection; laminated composites

PL

termografia; wibrotermografia; detekcja uszkodzeń; laminat kompozytowy

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 15, No. 4
• Strony: 47--51
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Pieczonka Ł.

• Department of Robotics and Mechatronics, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, AGH University of Science and Technology Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, [phone]

Bibliografia

• [1] Maldague X. Theory and Practice of Infrared Technology for Nondestructive Testing. Wiley, 2001.
• [2] Pieczonka Ł., Szwedo M., Uhl T. Investigation of the Effectiveness of Different Thermographic Testing Modalities in Damage Detection. Key Eng. Mater, vol. 558, 2013.
• [3] Roemer J., Pieczonka Ł., Uhl T. Laser spot thermography of welded joints. Diagnostyka, vol. 15, no. 2, 2014.
• [4] Pieczonka Ł., Szwedo M., Vibrothermography, in Stepinski T., Uhl T., Staszewski W.J., (Eds.). Advanced Structural Damage Detection: From Theory to Engineering Applications. Wiley, 2013, pp. 233–261.
• [5] Henneke EG, Reifsnider KL and Stinchcomb WW. Vibrothermography: Investigation and development of anew nondestructive evaluation technique. Technical report, U. S. Army Research Office, ARO 18787.5-MS, 1986.
• [6] FavroL. D., Han X., Ouyang Z., Sun G., ThomasR. L. Sonic IR imaging of cracks and delaminations. Analytical Sciences, vol. 17, pp. 451-453, 2001.
• [7] Breitenstein O., Warta W., Langenkamp M. Lock-in Thermography. Springer Series in Advanced Microelectronics, Springer, 2010.
• [8] Shepard S., 2007. Back to Basics: Thermography of Composites. ASNT Materials Evaluation, Vol.65(7), pp. 690-696.
• [9] ShepardS. M., AhmedT., LhotaJ. R. Experimental considerations in vibrothermography. Proc. SPIE, vol. 5405, pp. 332–335, 2004.
• [10] Homma C., Rothenfusser M., Bauman J., Shannon R. Study of the Heat Generation Mechanism in Acoustic Thermography Quantitative Nondestructive Evaluation. AIP Conference Proceedings, vol. 820, 2006.
• [11] Renshaw J., Chen J.C., Holland S.D., Thompson R.B. The sources of heat generation in vibrothermography. NDT&E International, vol. 44, pp. 736-39, 2011.
• [12] Han X. Frequency dependence of the thermosonic effect. Review of Scientific Instruments, vol. 74, no. 1, p. 414, 2003.
• [13] Han X. Acoustic chaos for enhanced detectability of cracks by sonic infrared imaging. Journal of Applied Physics, vol. 95(7), 2004.
• [14] HollandS. D. First measurements from a new broadband vibrothermography measurement system. Rev. Prog. Quant. Nondestruct. Eval., vol. 26, pp. 478-483, 2007.
• [15] MontaniniR., Freni F., Investigation of heat generation sources in sonic infrared thermography using laser Doppler vibrometry. QIRT2012, 11th International Conference on Quantitative InfraRed Thermography, 2012.