دوره 22، شماره 5 - ( اردیبهشت 1401 )                   جلد 22 شماره 5 صفحات 322-311 | برگشت به فهرست نسخه ها

‎ 10.52547/mme.22.5.311
‎ 20.1001.1.10275940.1401.22.5.1.4

XML English Abstract Print

Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
tizmaghznejad M, akbari D. Non-destructive Inspection of Subsurface Cracks in Carbon-fiber and Glass-fiber Reinforced Polymeric Materials Using Digital Shearography Method. Modares Mechanical Engineering 2022; 22 (5) :311-322
URL: http://mme.modares.ac.ir/article-15-55486-fa.html
تیزمغزنژاد محمد، اکبری داود. بازرسی غیرمخرب ترک‌های زیرسطحی در مواد مرکب زمینه پلیمری تقویت شده با الیاف کربن و الیاف شیشه به کمک روش برشنگاری دیجیتالی. مهندسی مکانیک مدرس. 1401; 22 (5) :311-322

URL: http://mme.modares.ac.ir/article-15-55486-fa.html

بازرسی غیرمخرب ترک‌های زیرسطحی در مواد مرکب زمینه پلیمری تقویت شده با الیاف کربن و الیاف شیشه به کمک روش برشنگاری دیجیتالی
محمد تیزمغزنژاد1 ، داود اکبری* 2
1- دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
2- استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران ، daakbari@modares.ac.ir
چکیده:   (1466 مشاهده)
برش­نگاری دیجیتالی یکی از روش­های نوین آزمون­های غیرمخرب مبتنی بر نور لیزر است که برای اندازه­گیری مشتق جابه­جایی سطوح مورد استفاده قرار گرفته و به­سرعت درحال توسعه و توانمدندسازی می­باشد. در این روش با تکیه بر تداخل امواج لیزر بازتاب شده از سطح جسم، گرادیان جابه­جایی نمونه تغییرشکل یافته تحت نوعی از بارگذاری، به­طور مستقیم اندازه­گیری می­شود، لذا امکان ارزیابی غیرتماسی و تمام میدانی قطعه با سرعت و دقت بالا فراهم می­گردد. یکی از مزایای عمده این روش، توانایی آن در شناسایی عیوب زیرسطحی در مواد مختلف از جمله کامپوزیت­ها می­باشد. در این مقاله نمونه­های دارای ترک زیرسطحی از جنس مواد مرکب تقویت شده با الیاف شیشیه و الیاف کربن به کمک آزمون برش­نگاری دیجیتالی مورد بازرسی قرار گرفته­اند. همچنین مقادیر بهینه هر یک از پارامترهای اصلی برش­نگاری شامل اندازه بارگذاری و فاصله برش، برای هر جنس با استفاده از طراحی آزمایش به روش تاگوچی بدست آمده است. نتایج نشان می­دهد که برای هر نوع ماده­ای یک مقدار بهینه از بارگذاری و اندازه برش وجود دارد که در صورت اعمال آن­ها بهترین نتایج آزمون حاصل می­گردد.
واژه‌های کلیدی: تداخل‌سنجی لیزری برشی، مواد مرکب، الیاف کربن، الیاف شیشه، عیب ترک
متن کامل [PDF 1281 kb]   (1031 دریافت)    
نوع مقاله: پژوهشی اصیل | موضوع مقاله: آزمون‌های غیرمخرب
دریافت: 1400/6/20 | پذیرش: 1400/8/1 | انتشار: 1401/2/10
فهرست منابع
1. Akbari, D., & Asemani, H. (2017). Analysis of laser interferometry parameters in the evaluation of defects in the polymer matrix composites. Modares Mechanical Engineering, 17(9), 372-380. (In Persian)
2. Hung, Y. Y., Yang, L. X., & Huang, Y. H. (2013). Non-destructive evaluation (NDE) of composites: digital shearography. Non-Destructive Evaluation (NDE) of Polymer Matrix Composites, 84-115. [DOI:10.1533/9780857093554.1.84]
3. Francis, D., Tatam, R. P., & Groves, R. M. (2010). Shearography technology and applications: a review. Measurement science and technology, 21(10), 102001. [DOI:10.1088/0957-0233/21/10/102001]
4. Hung, M. Y. (2002). Nondestructive Testing Using Shearography. Recent Advances in Experimental Mechanics, 397-408. [DOI:10.1007/0-306-48410-2_38]
5. Akbari, D., Soltani, N., & Farahani, M. (2013). Numerical and experimental investigation of defect detection in polymer materials by means of digital shearography with thermal loading. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, 227(3), 430-442. [DOI:10.1177/0954405412473054]
6. Leendertz, J. A., & Butters, J. N. (1973). An image-shearing speckle-pattern interferometer for measuring bending moments. Journal of Physics E: Scientific Instruments, 6(11), 1107. [DOI:10.1088/0022-3735/6/11/019]
7. S. L. Toh, F. S. Chau, V. P. Shim, C. J. Tay, H. M. Shang, Application of sheagraphy in nondestructive testing of composite plates, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 23, No. 3, pp. 267-275, 1990. [DOI:10.1016/0924-0136(90)90245-P]
8. Hung, Y. Y. (1996). Shearography for non-destructive evaluation of composite structures. Optics and lasers in engineering, 24(2-3), 161-182. [DOI:10.1016/0143-8166(95)00020-8]
9. Liu, Z., Gao, J., Xie, H., & Wallace, P. (2011). NDT capability of digital shearography for different materials. Optics and Lasers in Engineering, 49(12), 1462-1469. [DOI:10.1016/j.optlaseng.2011.04.006]
10. De Angelis, G., Meo, M., Almond, D. P., Pickering, S. G., & Angioni, S. L. (2012). A new technique to detect defect size and depth in composite structures using digital shearography and unconstrained optimization. Ndt & E International, 45(1), 91-96. [DOI:10.1016/j.ndteint.2011.07.007]
11. Choi, S. W., & Lee, J. H. (2004). Nondestructive evaluation of internal defects for composite materials by using shearography. In Key engineering materials (Vol. 270, pp. 781-786). Trans Tech Publications Ltd. [DOI:10.4028/www.scientific.net/KEM.270-273.781]
12. Akbari, D., & Soltani, N. (2013). Investigation of loading parameters in detection of internal cracks of composite material with digital shearography. World Applied Sciences Journal, 21(4), 526-535.
13. Mohamadi, M., & Akbari, D. (2015). Evaluation of sub-surface cracks in polymer matrix composites with laser interferometric method. International Journal of Manufacturing Engineering, 2(3), 11-23.
14. Banakar, F., & Akbari, D. (2021). Non-destructive evaluation of internal cracks in Glass fiber-reinforced polymers using digital shearing interferometry. Amirkabir Mechanical Engineering (In Persian)
15. Nejad, M. T., Akbari, D. (2021). Application of Digital Shearography Technique for Crack Inspection in Carbon-Fiber and Glass-Fiber Reinforced Polymers. The 6th International and 16th National Conference on Manufacturing Engineering.
16. Nejad, M. T., Akbari, D., & Tirband, H. (2020). Investigation of Plane Defects in Carbon Fiber Reinforced Polymers Using Digital Shearography. The 6th Iranian International NDT Conference.
17. L. Yang, F. Chen, W. Steinchen, M.Y. Hung, Digital shearography for nondestructive testing: potentials, limitations, and applications, Journal of Holography and Speckle, 1(2) (2004) 69-79. [DOI:10.1166/jhs.2004.010]
18. Steinchen, W., Yang, L., Kupfer, G., & Mäckel, P. (1998). Non-destructive testing of aerospace composite materials using digital shearography. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering, 212(1), 21-30. [DOI:10.1243/0954410981532108]
19. Wang, Y., Gao, X., Xie, X., Wu, S., Liu, Y., & Yang, L. (2016). Simultaneous dual directional strain measurement using spatial phase-shift digital shearography. Optics and Lasers in Engineering, 87, 197-203. [DOI:10.1016/j.optlaseng.2015.12.009]
20. Nejad, M. T., Akbari, D. (2021). Application of Digital Shearography Technique for Crack Inspection in Carbon-Fiber and Glass-Fiber Reinforced Polymers. The 6th International and 16th National Conference on Manufacturing Engineering.
21. H. Lopes, F. Ferreira, J. V. Araújo, P. Moreno-García, Localization of damage with speckle shearography and higher order spatial derivatives.
ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA
ارسال پیام به نویسنده مسئول

بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.