Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Diagnozowanie uszkodzeń BVID w materiałach kompozytowych metodą tomografii komputerowej (CT)

Nidzgorska Adrianna, Perczyński Jerzy, Chalimoniuk Marek, Kułaszka Artur

Badania Nieniszczące i Diagnostyka

|

2022

|

1-4

23--27

PL

Uszkodzenia BVID (ang. Barely Visible Impact Damage) w polimerowych materiałach kompozytowych elementów konstrukcji lotniczych pojawiają się w wyniku oddziaływania na nie dynamicznych obciążeń ciał obcych (FOD - ang. Foreign Object Damage), takich jak np. narzędzia, grad, kamienie itp., o małych prędkościach i niewielkich energiach. Uszkodzenia tego typu można zaliczyć zarówno do grupy uszkodzeń eksploatacyjnych jak i produkcyjnych. Z punktu widzenia eksploatacji są one szczególnie niebezpieczne, ponieważ charakteryzują się słabą wykrywalnością powszechnie stosowanymi metodami diagnostycznymi np. metodą wizualną, jednocześnie propagując wewnątrz materiału. Tomografia komputerowa (CT - ang. Computed Tomography) jest rodzajem tomografii rentgenowskiej pozwalającym na uzyskanie obrazów przestrzennych (3D) z prześwietlania badanego obiektu wykonanych z różnych kierunków. Umożliwia ona wykrycie nieciągłości materiału oraz wiarygodną ocenę badanych elementów. Z tego powodu metoda ta znalazła zastosowanie do skutecznej weryfikacji uszkodzeń typu BVID na wczesnym ich etapie, wpływając w znacznym stopniu na bezpieczeństwo eksploatacji.

EN

Damages type Barely Visible Impact Damage (BVID) in polimer composite materials of airborne construction elements occur as a result of dynamic loads interaction caused by Foreign Object Damage (FOD) such as tools, hail, stones etc. with low velocities and energies. There are both exploitation and production type of BVID damages. They are especially dangerous from exploitation point of view because they are characterized by insufficient visual detectability while using common methods like visual method, but they spread into the material at the same time. Computed tomography (CT) is a type of X-ray tomography that allows to get 3D pictures from scanning examined object from different directions. It enables for detecting material discontinuities and reliable assessment of the researched elements. For this reason CT method has been used in effective BVID damages verification in their early stage and has an enormous influence on the exploitation safety.

2

Mechanical Tests Applied to Structural Health Monitoring: An Overview of Previous Experience

Baran Marta, Nowakowski Dominik, Lisiecki Janusz, Kłysz Sylwester

Fatigue of Aircraft Structures

|

2020

|

Iss. 12

123--135

EN

Laboratory for Materials Strength Testing (LMST) has been conducting accredited mechanical research for aviation from 2003. Among accredited procedures are e.g. low and high cycle fatigue tests, fracture toughness tests and fatigue crack growth rate tests. The main goal of them is obtaining materials constants and characteristics. However knowledge how to conduct these tests could be used also in other applications, for instance in the work on development of Structural Health Monitoring systems (SHM). When cracks propagate in a controlled way in laboratory conditions, it allows verifying the operation of a single sensor or a network of sensors. In this paper, an overview of mechanical tests carried out at the Laboratory for Materials Strength Testing within Air Force Institute of Technology (AFIT) work on research and development of SHM systems is presented. Specimens prepared from materials such as aluminum alloys (among other withdrawn PZL-130 Orlik TC-II aircraft) and CFRP composite were tested under different mechanical loads, i.e., cycle and impact loads. In the presented research, both constant amplitude and spectrum loads were applied.

3

A Comparison of Composite Specimens Damage area Measurements Performed using Pulsed Thermography and Ultrasonic NDT Methods

Luziński Rafał, Ziemkiewicz Jarosław, Synaszko Piotr, Żyluk Andrzej, Dragan Krzysztof

Fatigue of Aircraft Structures

|

2019

|

Iss. 11

68--77

EN

Carbon fiber reinforced plastics (CFRPs) are widely used in aerospace structures due to their high stiffness, strength and good fatigue properties. They are however vulnerable to loads perpendicular to their plane and, while impacted, can suffer significant internal damage decreasing their overall strength. Detecting and sizing such damage is an important task of the non-destructive inspection (NDI) methods. This study was conducted to detect and quantify damage in a set of six impacted even rectangular CFRP specimens designed from a MiG-29 vertical stabilizer’s skin. The inspection was done using the ultrasonic (UT) method (based on mobile scanner – MAUS V) and the pulsed infrared thermographic (IRT) method. Each specimen’s inside and outside (impacted) surface was inspected separately with IRT, while the outside surface was then inspected with UT. UT provided the most precise measurements of the damage area, while the IRT inspection of the outside surface (which would be accessible on a real aircraft structure) provided underestimated values due to the damage’s depth and geometry.

4

Czarnocki P., Dobrzański P.

Composites Theory and Practice

|

2016

|

R. 16, nr 4

238--243

EN

A simplified procedure for determining effective ultimate stress that could account for the adverse effects of undetected damage done to laminates was described. The procedure was based on the assumptions that an equivalent open hole (EOH) existed that could appropriately represent the extent of damage for the purpose of calculating strength and that the laminate under consideration was notch sensitive. Particular emphasis was placed on the assessment of BVID extent, which was crucial to define the EOH dimensions. The results of different inspection methods concerning the damage extent were presented and compared with each other. Moreover, it was experimentally shown that for a typical inspection condition the detectability threshold of BVID expressed in terms of indentation depth, δ, and was 262 µm. It was found that the extent of damage defined based on visual inspection was significantly different from that defined based on C-scans and fractographic inspections. It was concluded that to determine the EOH dimensions, the damage measurements were not sufficient while definition of the EOH dimensions could be based on the equal values of the stress concentration factor caused by the damage of a given extent and EOH.

PL

Jedną z istotnych danych materiałowych koniecznych do przeprowadzenia obliczeń wytrzymałościowych jest wytrzymałość doraźna. W praktyce badany materiał zawsze zawiera wady lub uszkodzenia i tylko sprawą doskonałości metod inspekcji jest to, czy zostaną wykryte czy nie. Zagadnienie to jest istotne w odniesieniu do kompozytowych struktur lotniczych podlegających, między innymi, uderzeniom niskoenergetycznym. W ich wyniku pojawiają się prawie niedostrzegalne uszkodzenia, trudno wykrywalne na drodze inspekcji wizualnej stanowiącej typową metodę postępowania w trakcie przeglądów bieżących. Jak wykazały laboratoryjne metody inspekcji, uszkodzenia takie mimo niewykrywalności metodami wizualnymi powodują znaczące uszkodzenia wewnętrzne struktury. W artykule zaproponowano wprowadzenie pojęcia efektywnej wytrzymałości doraźnej oraz procedurę jej wyznaczania. Wartość efektywnej wytrzymałości doraźnej uwzględniałaby deprecjonujące oddziaływanie takich, wykrywalnych z małą dozą prawdopodobieństwa uszkodzeń. Istotnym elementem zaproponowanej procedury jest wyznaczenie granicy wykrywalności uszkodzenia oraz sposobu ustalenia rozmiarów otworu ekwiwalentnego, kołowego lub eliptycznego, co ułatwiałoby analizy wytrzymałościowe. W artykule przedstawiono sposób określania rozmiarów uszkodzenia o granicznej wykrywalności, tj. wykrywalnych nie mniej niż w 90% przypadków. Stwierdzono, iż w wyniku rutynowej inspekcji okresowej płatowca, dokonywanej w typowych warunkach, jedynie przy pomocy nieuzbrojonego oka, rozmiarem granicznym trudno dostrzegalnych uszkodzeń udarowych jest wgniecenie o głębokości nie mniejszej niż 262 µm. Przyjęto, iż otwór ekwiwalentny będzie otworem, którego obrys zewnętrzny należy opisać na odnośnym uszkodzeniu, jednakże jak wykazały dokładniejsze metody inspekcji, rozmiar uszkodzenia może być różnie definiowany, zależnie od czułości metody inspekcji. Porównanie rozmiarów konturu wgniecenia widocznego na powierzchni z rozmiarami wewnętrznego uszkodzenia zdefiniowanego na podstawie C-skanów lub zgładów wykazało, iż rozmiary odcisków są, w przybliżeniu, o rząd mniejsze od rozmiarów uszkodzeń wewnętrznych. Jednakże, uszkodzenia wewnętrzne w przeważającej mierze to delaminacje i pęknięcia wewnątrzwarstwowe spoiwa i nie skutkują całkowitą redukcją sztywności materiału. Stąd można wnioskować, iż zdefiniowanie rozmiarów otworu ekwiwalentnego wymaga bardziej precyzyjnego kryterium, np. kryterium jednakowego współczynnika koncentracji naprężeń. Zaproponowano, iż otworem ekwiwalentnym może być np. otwór o rozmiarze r, który powoduje spadek nośności elementu próbnego o zadanym stosunku r/w taki, jaki spowoduje rozpatrywane uszkodzenie o rozmiarze a, zaistniałe w elemencie próbnym o takiej samej szerokości (przy czym uprzednio należy uściślić definicje rozmiaru a uszkodzenia). Testy powinny obejmować elementy próbne o różnej wartości r/w i a/w, by sprawdzić, czy oczekiwana zależność obowiązuje w wymaganym zakresie ich wartości.