Analiza delaminacji w panelach kompozytowych metodą termografii impulsowo-fazowej

• Autorzy: Chwał, M. , Pastuszak, P. , Lachendro, W. , Barski, M.

Warianty tytułu

EN

Identification of delaminations in composite panels with the use of pulse phase thermography

• Konferencja: "Diagnostyka Materiałów Polimerowych 2011". Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna (1 ; 9-18.12.2011 ; Gliwice, Polska - Male (Val di Sole), Italy)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badania nieniszczące odgrywają znaczącą rolę w ocenie jakości wykonania nie tylko gotowych elementów, ale także materiałów wykorzystanych do ich wytworzenia. W pracy przedstawiono problematykę związaną z wykrywaniem wewnętrznych nieciągłości w materiałach kompozytowych. Sprawdzono możliwość wykorzystania aktywnej termografii w podczerwieni do identyfikacji defektów w materiałach kompozytowych. W trakcie pomiarów poszukiwano optymalnych parametrów analizy impulsowo-fazowej i w tym celu różnicowano częstotliwości kamery, odległość pomiędzy kamerą a próbką, odległość pomiędzy lampami halogenowymi a próbką, moc grzewczą oraz czas trwania impulsu cieplnego, a także czas trwania całej analizy. W prezentowanej pracy zastosowano aktywną termografię podczerwieni w celu wykrycia delaminacji w panelu wykonanym z laminatu szklanego (GFRP). W laminacie wprowadzono efekt delaminacji w postaci cienkiej folii teflonowej, którą umieszczono pomiędzy środkowymi warstwami tkaniny. Stwierdzono, iż termografię impulsowo-fazową można wykorzystać do wykrywania nieciągłości w laminatach szklanych. Uzyskane wyniki przedstawiono w formie obrazów fazowych oraz zmian temperatury na powierzchni próbki w funkcji czasu próbkowania.

EN

Composite materials are applied in a wide range of industrial applications and the quality of their performance has a significant influence on their behavior during exploitation. The existence of delamination can affect on the final fracture damage. Therefore the quality control of composite materials during the performance and utilization is demanded. The non-destructive techniques take part in a material quality monitoring and in that range the thermal methods play an important role. In the present paper the active infrared thermal analysis of GFRP panel with delamination is presented. Between the middle layers of laminate a delamination in the form of a thin teflon foil is introduced. A pulse phase thermography approach is used and optimal parameters of measurements are searching. The following factors are taken into account: camera lens and frequency, distance between the camera and the sample, distance between heat source and the sample, heating power, heat impulse duration and excitation period. Finally, applying a long heating time and low frequency the delamination in composite cylindrical panel is revealed. The results are demonstrated in the form of phase images and temperature distributions during the decay in function of image index.

Słowa kluczowe

PL

laminat; delaminacja; termografia w podczerwieni; analiza impulsowo-fazowa

EN

laminate; delamination; infrared thermography; pulse phase analysis

• Czasopismo: Przetwórstwo Tworzyw
• Rocznik: 2011
• Tom: [R.] 17, nr 6
• Strony: 432-437
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Chwał, M.

autor

Pastuszak, P.

autor

Lachendro, W.

autor

Barski, M.

• Politechnika Krakowska, Wydział Mechaniczny, Instytut Konstrukcji Maszyn, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków,

Bibliografia

• 1. Muc A., Mechanika kompozytów włóknistych, Księgarnia Akademicka, Kraków, 2003.
• 2. Ball R.J., Almond D.P. The detection and measurement of impact damage in thick carbon fibre reinforced laminates by transient thermography, NDT&E lnternational 31 (1998) 165-173.
• 3. Giorleo G., Meola C., Comparison between pulsed and modulated thermography in glass-epoxy laminates, NDT&E International 35 (2002) 287-292.
• 4. Almond D.P., Lau S.K., Defect sizing by transient thermography. I: an analytical treatment, Journal of Applied Physics 27 (1994) 1063-1069.
• 5. Almond D.P., Peng W., Thermal imaging of composites, Journal of Microscopy 201 (2001) 163-170.
• 6. Maldague X., Theory and practice of infrared technology for nondestructive testing, John Wiley & Sons, New York, 2001.
• 7. Oliferuk W., Termografia podczerwieni w nieniszczących badaniach materiałów i urządzeń, Biuro Gamma, Warszawa, 2008.
• 8. Busse G., Wu D., Karpen W., Thermal wave imaging with phase sensitive modulated thermography, Journal of Applied Physics 71 (1992) 3962-3965.
• 9. Wróbel G., Rdzawski Z., Muzia G., Pawlak S., The application of transient thermography for the thermal characterisation of carbon fibre/epoxy composites, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 36 (2009) 49-56.
• 10. Avdelidis N.P., Hawtin B.C., Almond D.P., Transient thermography in the assessment of defects of aircraft composites, NDT&E International 36 (2003) 433-439.
• 11. Świderski W., Metody i techniki termografii w podczerwieni w badaniach nieniszczących materiałów kompozytowych, Biuletyn WAT, 2009, 112, str. 75-92.
• 12. Marinetti S., Plotnikov Y.A., William P., Winfree W.P., Braggiotti A., Pulse phase thermography for defect detection and visualization, NASA Technical Report, 1999.
• 13. Montanini R., Quantitative determination of subsurface defects in a reference specimen made of Plexiglas by means of lock-in and pulse phase infrared thermography, Infrared Physics & Technology 53 (2010) 363-371.
• 14. Maldague X., Marinetti S., Pulse phase infrared thermography, Journal of Applied Physics 79 (1996) 2694-2698.
• 15. Ibarra-Castanedo C., González D., Maldague X., Automatic algorithm for quantitative pulsed phase thermography calculations, Proc. 16th WCNDT-Word Conf Non-destructive Testing, Montreal (Quebec), 2004.
• 16. Maldague X., Galmiche F., Ziadi A., Advances in pulsed phase thermography, Infrared Physics & Technology 43 (2002) 175-181.
• 17. IR-NDT - Software Manual - Automotion Technology GmbH.