خرابی ضربه در سازه های کامپوزیتی به صورت تجربی و عددی ارزیابی شد - وبلاگ نت ترکیه

به گزارش وبلاگ نت ترکیه، محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر با روش نشر آوایی، خرابی ضربه در سازه های کامپوزیتی را به صورت تجربی و عددی ارزیابی کردند.

به گزارش گروه دانشگاه وبلاگ نت ترکیه، میلاد سعیدی فر دانش آموخته دکترای مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح تحلیل تجربی و عددی خرابی ضربه در سازه های کامپوزیتی با روش نشرآوایی گفت: کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با الیاف به علت خواص مطلوبی که دارند از قبیل استحکام و سفتی ویژه بالا، مقاومت به خوردگی و عمر خستگی بالا، به وفور در صنایع مختلف استفاده می شوند.

وی اضافه نمود: با این حال این مواد، مستعد وقوع خرابی های مختلف تحت بارگذاری های خارج از صفحه هستند که بارگذاری ضربه سرعت پایین یکی از معمول ترین این بارگذاری ها بوده که ممکن است به سازه کامپوزیتی در حین دوره کارکرد آن وارد گردد. سقوط یک ابزار در حین فرآیند نگهداری هواپیما، برخورد پرنده به بدنه هواپیما در حین برخاستن یا فرود آن و یا برخورد دانه های بزرگ تگرگ به بدنه کامپوزیتی هواپیما در هوای طوفانی می تواند به سازه کامپوزیتی آسیب بزند.

وی اضافه نمود: این خرابی ها معمولا در داخل ماده اتفاق می افتند و اثر ظاهری قابل توجهی روی سطح سازه ایجاد نمی نمایند که در اصطلاح به این نوع خرابی ها، خرابیِ ضربه به سختی قابلِ رؤیت (BVID) می گویند. با توجه به اثر مخرّب BVID بر یکپارچگی سازه کامپوزیتی و دشواری تشخیص این خرابی ها با روش بازرسی چشمی، روش های بازرسی غیرمخرب می توانند به عنوان ابزاری مناسب برای تشخیص و بررسی BVID در سازه های کامپوزیتی استفاده شوند.

وی گفت: بیشتر تحقیقات صورت گرفته در این زمینه، بر استفاده از روش های فعّال بازرسی غیرمخرب همانند روش التراسونیک سی-اسکن، سی تی اسکن، بررسی مودال، امواج راهنمایی شونده، گرمانگاری و ... متمرکز بوده که عمدتاً قابلیت پایش بلادرنگ خرابی در حین کارکرد سازه را نداشته و به منظور تشخیص خرابی، بایستی که سازه از سرویس خارج گشته و مورد آزمون قرار بگیرد.

وی اضافه نمود: در حالی که استفاده از روش نشرآوایی منجر به قابلیت پایش بلادرنگ و در حین کارکرد سازه کامپوزیتی شده و مساحت زیادی از سازه را می توان در یک بار پایش کرد.

به گفته سعیدی فر، نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که روش نشرآوایی ابزاری مناسب برای تشخیص و دسته بندی خرابی های BVID در سازه های کامپوزیتی مورد استفاده در صنایع هوایی است.

وی خاطر نشان کرد: بنا داریم در ادامه کار به غیر از تشخیص خرابی در کامپوزیت ها با روش نشرآوایی، از این روش برای پیش بینی عمر به جامانده سازه دارای آسیب نیز استفاده کنیم که این امر می تواند منجر به تحول قابل توجهی در بحث تعمیر و نگهداری سازه های کامپوزیتی در صنایع هوایی گردد و عملا به جای روش مرسوم تعمیرات دوره ای و منظم به سمت تعمیرات در زمان لزوم حرکت کنیم.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر با اشاره به معرفی ویژگی های طرح مطرح نمود: ویژگی اصلی طرح حاضر قابلیت ارزیابی کامل و دقیق خرابی در چهار سطح است: قابلیت پایش بلادرنگ خرابی ضربه در سازه های کامپوزیتی هوایی با روش نشرآوایی، قابلیت مشخص لحظه وقوع خرابی در سازه تحت ضربه، قابلیت مشخص توسعه خرابی در حین کارکرد سازه آسیب دیده و قابلیت مشخص و تفکیک مکانیزم های مختلف خرابی در سازه آسیب دیده.

سعیدی فر با اشاره به مزیت های رقابتی طرح گفت: با تشخیص به موقع خرابی ضربه در بدنه کامپوزیتی هواپیما، می توان از خرابی فاجعه بار آن که منجر به خسارات جانی و مادی فراوانی می گردد جلوگیری کرد و عملاٌ مانع از توسعه خرابی و تحمیل هزینه های زیاد در بخش تعمیر و نگهداری هواپیما شد.

وی با اشاره به کاربرد های پروژه گفت: کاربرد اصلی این پروژه در بحث پایش سلامت سازه و تعمیر و نگهداری سازه های کامپوزیتی در صنایع هوایی است.

لازم به ذکر است: استاد راهنمای این پروژه مهدی احمدی نجف آبادی (استاد دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه امیرکبیر) و اساتید مشاور طرح، حسین حسینی تودشکی (استاد دانشکده مهندسی هوافضا دانشگاه صنعتی امیرکبیر)، میثم جلالوند (استادیار دانشکده مهندس دانشگاه University of Southampton انگلستان) و دیمیترویس زاروخاس (دانشیار دانشکده مهندسی هوافضا- دانشگاه Delft University of Technology هلند) هستند.

از این پروژه دو مقاله در مجله بسیار معتبر Composites Part B: Engineering با ضریب تأثیر 9.1 به چاپ رسیده است. مقالات مذکور ناظر به استفاده از روش های پیچیده پردازش سیگنال و یادگیری ماشین در مشخص و دسته بندی خرابی های BVID در سازه های کامپوزیتی با روش نشرآوایی بوده اند.