Analytical-numerical model for the detection of structural defects by lock-in thermography

• Autorzy: Gralewicz G. , Owczarek G. , Więcek B.

Warianty tytułu

PL

Model analityczno-numeryczny wykrywania defektów strukturalnych metodą termografii synchronicznej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the results of analytical-numerical modelling for the carbon-fibre-reinforced polymer (CFRP) structure using lock-in thermography. The method consists of the excitation of thermal effects in the tested structure caused by an external heat source. Simulations have been carried out to determine the optimum conditions for the lock-in evaluation in order to detect internal defects, measure their thickness and evaluate thermal properties. In the structure under study, a defect was simulated by inserting to the CFRP volume such materials as teflon and epoxy resin. Since many structures consist of CFRP, the rapid and remote identification of delaminations, impact damages and cracks is a topic of major concern. The results of our study indicate that a method is required for the maintenance of safety relevant structures (e.g. aerospace equipment and vehicles) where one needs to defect areas early enough to prevent catastrophic failure.

PL

W pracy przedstawiono wyniki modelowania analityczno-numerycznego dla struktury karbon-włókno-wzmocniony polimer (CFRP) wykorzystując metodę termografii synchronicznej (lock-in). Metoda ta polega na wymuszaniu przez zewnętrzne źródło ciepła zjawisk termicznych zachodzących w badanej strukturze. Przeprowadzone symulacje miały na celu określenie optymalnych warunków badań metodą lock-in, w celu wykrywania defektów wewnętrznych, dokonywania pomiaru grubości ich warstw, a także badania właściwości cieplnych. W analizowanej strukturze defekt był symulowany przez wprowadzenie do objętości CFRP takich materiałów, jak teflon i żywica epoksydowa. Wyniki przedstawione w pracy potwierdzają przydatność metody przy ocenie struktur materiałowych (wykorzystywanych w lotnictwie oraz przemyśle samochodowym), gdzie odpowiednio wcześnie wykryte defekty struktur mogą zapobiec groźnym wypadkom.

Słowa kluczowe

EN

thermography; non-destructive evaluation; CFRP; structural defects; thermal parameter; geometric parameters

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2006
• Tom: nr 2
• Strony: 65--79
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gralewicz G.

autor

Owczarek G.

autor

Więcek B.

• Department of Personal Protective Equipment, Central Institute for Labour Protection - National Research Institute, Łódź; Institute of Electronics, Technical University of Łódź

Bibliografia

• 1. Nowakowski A.: Postępy termografii aplikacje medyczne. Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Katedra Elektroniki Medycznej i Ekologicznej Gdańsk - 2001.
• 2. Więcek B., Zwolenik S.: Zastosowanie termografii w badaniach nieniszczących metoda fali cieplnej, termografia impulsowa. Instytut Elektroniki Politechniki Łódzkiej.
• 3. Rudowski G.: Termowizja i jej zastosowanie. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności - Warszawa 1978.
• 4. Gralewicz G., Więcek B., Owczarek G.: Zastosowanie termografii w badaniach nieniszczących. Zeszyty Elektroniki, Politechnika Łódzka, 01.2005, p. 31-61.
• 5. Gralewicz G., Owczarek G., Więcek B.: Investigations of Single and Multilayer Structures Using Lock-In Thermography - Possible Applications, International Journal of Occupational Safety and Ergonomics (JOSE) 2005, Vol. 11, No. 2, 211-215.
• 6. Owczarek G., Gralewicz G.: Lokalizacja defektów materiałowych z wykorzystaniem promieniowania podczerwonego - monografia, 2003, CIOP - PIB, Warszawa, Poland.
• 7. Gralewicz G., Owczarek G., Więcek B: Wykrywanie korozji - metoda badań nieniszczących w podczerwieni. Ochrona przed korozją 12/2004, p. 1-5.