Analiza propagacji fal sprężystych jako metoda wykrywania uszkodzeń w strukturach kompozytowych
Variant of the title
Analysis of the propagation of elastic waves as a method of detecting damages in composite structures
Author
Pająk, Piotr
Promoter
dr hab. inż. Marek Barski, prof. PK
Release date
2020
Date of defense
16.12.2020
Publisher
[s.n.]
Language
Polish
Keywords
fale sprężyste, fale Lamba, wykrywanie uszkodzeń, systemy SHM
elastic waves, Lamb waves, damage detection, SHM systems
Abstract
Praca dotyczy analizy zjawiska propagacji fal sprężystych jako metody wykrywania uszkodzeń w strukturach kompozytowych. W pracy przedstawiono opis dostępnych metod wyznaczania krzywych dyspersji dla materiałów kompozytowych. Na potrzeby generowania krzywych dyspersji opracowano odpowiedni program działający w środowisku SCILAB bazując na metodzie macierzy sztywności (ang. SMM). W dalszej części pracy omówiono dwa podstawowe schematy systemów umożliwiających wykrywanie uszkodzeń w oparciu o analizę propagacji fali sprężystej. Przedstawiono projekt systemu umożliwiającego wykrywanie uszkodzeń w strukturach kompozytowych powstających na skutek zderzenia z innymi obiektami poruszającym się z relatywnie niską prędkością. Zastosowano wielopunktowy system pomiarowy bazujący na schemacie transmisyjno-odbiorczym. W celu weryfikacji projektowanego systemu przeprowadzono szereg symulacji numerycznych MES, które potwierdziły wysoką skuteczność w wykrywaniu pojedynczych uszkodzeń. Rezultaty symulacji numerycznych zostały pozytywnie zweryfikowane w trakcie badań doświadczalnych.
The analysis of the phenomenon of elastic wave propagation as a method of detecting damage in composite structures is considered in the presented work. Description of the available methods of determining dispersion curves for composite materials is described. An appropriate program operating in the SCILAB environment is developed based on the stiffness matrix method to generate dispersion curves. In the further part of the work, two basic schemes of systems enabling fault detection based on the analysis of elastic wave propagation are discussed. The design of a system that enables detection of damage in composite structures resulting from a collision with other objects moving at a relatively low speed is presented. A multi-point measurement system based on the transmissionreceiving scheme was used. In order to verify the designed system, a series of numerical FEM
simulations were carried out, which confirmed the high efficiency in detecting single failures. The results of numerical simulations were positively verified during experimental tests.
Department
Faculty of Mechanical Engineering
Status of the diploma thesis
po obronie
License
Licencja PK
Access rights
Zasób dostępny dla zalogowanych użytkowników lub z komputerów w domenie PK
