Badania nieniszczące metodami termografii w podczerwieni kompozytowych osłon balistycznych pojazdów wojskowych

• Autorzy: Świderski W. , Hłosta P. , Szudrowicz M.

Warianty tytułu

EN

Nondestructive testing of composite ballistic cover of military vehicles by IR thermography methods

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono diagnostyczną technikę umożliwiającą badanie wewnętrznej struktury materiału kompozytowego zbrojonego włóknem węglowym (CFRP – carbon fibre reinforced plastic) stosowanego coraz częściej w konstrukcjach lekkich pancerzy do osłony pojazdów specjalnych. Podstawowym wymaganiem dla współczesnych pancerzy oprócz skutecznej ochrony przed pociskami małokalibrowymi i odłamkami jest niższa masa od tradycyjnych pancerzy stalowych. Te wymagania mogą być spełnione przez zastosowanie pancerzy kompozytowych. Do oceny odporności pancerzy na balistyczne udary wykonywane są badania niszczące, podczas których wyznaczana jest granica balistyczna V50 . Podczas tych badań pocisk uderzając w próbkę materiału kompozytowego niszczy również jego strukturę wewnętrzną. Obszar tych zniszczeń można ocenić na podstawie badań nieniszczących. Jedną ze skuteczniejszych technik wykorzystywanych do oceny tych uszkodzeń jest termografia w podczerwieni. W artykule przedstawiono porównanie wyników uzyskanych z zastosowania różnych metod termograficznych do oceny uszkodzeń wewnętrznych próbek kompozytu zbrojonego włóknem węglowym (CFRP) po badaniach niszczących.

The paper introduces a diagnostic technique making possible the research of internal structures in composite material (CFRP – carbon fiber reinforced plastic) that is used more often in construction of light armors protecting vehicles. Little mass and the resistance against the perforation with bullets and fragments are basic requirements of contemporary armors. This requirement could be met by using composites. Composite armor is examined by testing its ballistic resistance and this is performed by carrying out bullet proof tests. During this test in the moment of bullet’s striking into armor the composite material comes into destruction of its internal structure on a considerable area. This is especially visible in multi-layer composites. It causes so-called delamination which is characterized by the loss of interlayer cohesion and destruction of continuity of polymer matrix in which the fiber is embedded. Delamination appears both in the case of full and partial penetration of bullet. The composite material is practically destroyed in area of delamination. This is very difficult to evaluate the size of delamination area from outside because in most cases external symptoms of internal damage of composite structure are not visible. The delamination area may be well estimated by using methods of non-destructive testing. This method has to assure a high detection of defects and a high speed of inspection. These requirements may be met by IR thermography diagnostic methods. Comparison of testing of a composite samples (CFRP) by means of pure optical method and methods that use ultrasonic and eddy current stimulations as well as lock-in thermography method will be presented.

Słowa kluczowe

PL

pojazd wojskowy; termografia; podczerwień kompozytowa; osłona balistyczna

EN

military vehicle; thermography; composite infrared; ballistic shield

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 3
• Strony: 6265--6273
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., wykr., CD1

Twórcy

autor

Świderski W.

• Wojskowy Instytut Techniczny Uzbrojenia; 05-220 Zielonka; ul. Wyszyńskiego 7

autor

Hłosta P.

• Wojskowy Instytut Techniczny Uzbrojenia; 05-220 Zielonka; ul. Wyszyńskiego 7

autor

Szudrowicz M.

• Wojskowy Instytut Techniki Pancernej i Samochodowej; 05-070 Sulejówek k. Warszawy; ul. Okuniewska 1

Bibliografia

• 1. Świderski W., Metody termograficzne w nieniszczących badaniach materiałów kompozytowych do zastosowań specjalnych. WITU, monografia habilitacyjna, Zielonka 2010.
• 2. Dobrzański L. A., Niemetalowe materiały inżynierskie, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2008.
• 3. Szudrowicz M., Świderski W., Identyfikacja uszkodzeń i naprawa pancerzy kompozytowych w warunkach polowych, Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Oficerskiej im. gen. T. Kościuszki, Rocznik XLIII Styczeń - Marzec 2011, 1(159)
• 4. Hłosta P., Świderski W., Szudrowicz M., IR thermography methods on nondestructive testing of ballistic covers made of multi-layer carbon fiber, Journal of KONES Powertrain and Transport, Vol.20, 2 (2013) pp. 167-173.
• 5. Favro L. D., Han X., Ouyang Z. et al., IR imaging of cracks excited by an ultrasonic pulse, Proc. SPIE “Thermosense-XXII”, 4020 (2000) pp. 82-185.
• 6. Dillenz A., Zweschper Th., Busse G., Elastic wave burst thermography for NDE of subsurface features. Insight, Vol. 42, 12 (2000) pp. 815-817.
• 7. Wu D., Busse G., Lock-in thermography for nondestructive evaluation of materials, Revue Generale de Thermique, Vol. 37, 8 (1998) pp. 693-703.
• 8. Świderski W., Lock-in Thermography to rapid evaluation of destruction area in composite materials used in military applications, SPIE vol. 5132, (2003) pp. 506-517.
• 9. Kiran Kumar Ch. N., Krishnamurthy C. V., Maxfield B. W. and Balasubramaniam K., Tone burst eddy-current thermography (TBET), Review of Quantitative Nondestructive Evaluation, 27 (2008) pp. 544-551
• 10. Zweschper Th., Dillenz A., Busse G., Ultrasound lock-in thermography - a defect selective method for the inspection of aerospace components, Insight, Vol. 43, 3 (2001) pp. 173-179.