مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تاثیر دامنه جابجایی روی سازوکار‌های خرابی در کامپوزیت های چندلایه سوراخدار تحت بارگذاری خستگی کمچرخه با استفاده از انتشار صوت

نویسندگان
1 دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران
2 دانشگاه سمنان
3 عضو هییت علمی/گروه مکانیک دانشگاه تربیت مدرس
4 دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران
چکیده
نسبت استحکام به وزن قابل توجه در کامپوزیت‌های کربن/اپوکسی باعث شده در اکثر سازه‌ها خصوصا سازه‌های هوافضایی، استفاده از آنها مورد توجه واقع شود. به علاوه، برای افزایش قابلیت اطمینان در چنین سازه‌هایی، شناسایی خرابی‌های بالقوه و پایش مداوم آنها، لازم و مهم است. یکی از روش‌های جدید تشخیص عیوب در کامپوزیت‌ها، قبل از شکست، روش انتشار صوت است. بر این اساس، هدف از این مقاله بررسی و شناسایی انواع سازوکار‌های خرابی در نمونه‌های کامپوزیتی چندلایه سوراخدار با چیدمان 〖[0_3/〖90〗_2/0_2]〗_s، تحت بارگذاری خستگی کمچرخه در دامنه‌های جابجایی مختلف، با استفاده از روش انتشار صوت است. روش تحقیق بدین شرح است که نخست یک قطعه کامپوزیتی سوراخدار، تحت بارگذاری خستگی کمچرخه مطابق با استاندارد قرار گرفت. موج‌های الاستیک انتشاریافته حاصل از شکست قطعه توسط دو حسگر انتشار صوت از نوع نوار پهن ثبت شدند. برای تشخیص مقدار درصد خرابی از دو روش تبدیل موجک بسته‌ای و خوشه‌بندی فازی استفاده شد. نتایج این دو روش با تحلیل تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز، مقایسه گردیدند. نتایج بدست آمده از این پژوهش نشان دهنده بازدهی مطلوب روش انتشار صوت در تعیین نوع خرابی‌ها و مقدار درصد هریک از آن‌ها در کامپوزیت‌های چندلایه است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Investigation of displacement amplitude effect on failure mechanisms in open-hole laminated composites under low-cycle fatigue loading using acoustic emission

نویسندگان English

Mohsen Alizadeh 1
Mohammad Azadi 2
amin farrokhabadi 3
Seyed Mohammad Jafari 4
1 Faculty of Aerospace Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
2 Semnan University
3 faculty member/1Department of Mechanical Engineering, TarbiatModares University
4 Faculty of Mechanical and Energy Engineering, Shahid Beheshti University, A.C., Tehran, Iran
چکیده English

High ratio of strength to weight in carbon/epoxy composites causes to their applications in several structures, especially aerospace structures. In addition, to enhance the reliability in such structures, investigating damages in composites is essential. One way to detect defects in composites is to utilize the acoustic emission approach. Thus, the objective of the present research is to find failure mechanisms in open-hole laminate composite specimens with 〖[0_3/〖90〗_2/0_2]〗_s layup under cyclic loadings at different displacement amplitudes, using the acoustic emission. First, the standard specimen was examined and elastic waves due to failures in the specimen were detected by acoustic emission wide-band sensors. Two methods have been utilized to detect the failure percent, including Pocket wavelet transform and Fuzzy clustering approaches. Results from these methods were compared to micro-structure images by the scanning electron microscopy. Obtained results in this research indicated the appropriate efficiency of the acoustic emission approach to detect the type of failures and their percent in laminate composites.

کلیدواژه‌ها English

Composite
Acoustic emission
Fuzzy clustering
Pocket wavelet transform
Low-cycle fatigue