مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

پایش خرابی ورق آلومینیومی ترمیم‌شده با وصله چندلایه‌ای فلز الیاف با آکوستیک امیشن

نویسندگان
1 کارشناس پژوهشی
2 هیئت علمی/ امیرکیبر
3 هیئت علمی/ دانشگاه امیرکبیر
چکیده
در این مقاله به پایش خرابی ورق آلومینیومی 2024-T3 ترک‌دار ترمیم شده با وصله چند لایه فلز الیاف با روش آکوستیک امیشن پرداخته می‌شود. برای آزمون تجربی 12 نمونه ساخته شده است. نمونه‌ها را به 4 دسته با توجه به زاویه ترک(صفر و 45 درجه) و حالت ترمیم شده و نشده تقسیم گردیده است. برای حصول اطمینان از خطای پایین ساخت نمونه‌ها، از لایه از پیش آغشته کامپوزیتی استفاده شده و سطوح آلومینیوم،‌ آنودایز در محلول اسید کرمیک شده و پخت در اتوکلاو انجام گردیده است. در مرحله ایجاد ترک خستگی با استفاده از داده برداری آکوستیک امیشن لحظه ایجاد ترک خستگی تشخیص داده شده است. با استفاده از مجموع انرژی امواج آکوستیک امیشن شناسایی شروع و رشد خرابی و رشد بحرانی جدایش شناسایی شده است. مکانیزم‌های مختلف خرابی با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی و بررسی سطوح شکست مورد مطالعه قرار گرفته است. با استفاده از یک روش که جهت تحلیل فرکانسی امواج معرفی شده سعی شده است، محدوده فرکانسی خرابی‌های مختلف از هم تفکیک شود. با توجه به اشتراک داشتن محدوده فرکانسی مکانیزم‌های ایجاد ترک در رزین، جدایش الیاف از رزین و جدایش وصله از آلومینیوم، نمودار نیرو- جابجایی به سه ناحیه تقسیم شده و در هر ناحیه که احتمال وقوع یک فرآیند بیشتر می‌باشد، محدوده فرکانسی امواج مورد بررسی قرار گرفته است. محدوده‌ِ فرکانس‌های‌ غالب پلاستیک شدن آلومینیوم و رشد ترک 440 تا 480 کیلوهرتز و محدوده فرکانس‌های مکانیزم جدایش 100 تا 150 و 200 تا 220 کیلوهرتز بدست آورده شد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Damage monitoring of aluminum sheet repaired with fiber metal laminate patch by acoustic emission

نویسندگان English

Morteza Ahmadi Najafabadi 1
Hossein Hosseini Toudeshky 2
Mojtaba Sedighi 3
چکیده English

In this paper, acoustic emission monitoring of repaired aluminum 2024-T3 sheet with FML patch is studied. For the experimental investigation, 12 samples were made and classified into 4 categories according to the crack angle (zero and 45 degrees), and repaired or unrepaired state. To reduce manufacturing errors, composite prepreg is used for producing patches, aluminum surfaces is anodized and curing is done in an autoclave. In fatigue crack initiation process by using Acoustic Emission data acquisition, crack initiation moment is detected. By using Acoustic Emission signal cumulative energy parameter onset of delamination, growth of delamination and critical delamination growth is identified. SEM image and investigation of failure surface are used for detecting of failure mechanism. By introducing one frequency analysis method tried to classify frequency range of failure mechanism signals. Because of frequency range intersection of matrix cracking, fiber/matrix separation and delamination of patch from aluminum sheet, force-displacement curve is divided to 3 zone and frequency analysis is done in each zone that occurrence possibility of certain failure mechanism is higher than the others. Signal frequency range of aluminum plasticity and crack growth is in the range of 440-480 kHz, and signal frequency range of delamination is in the range of 100-150 kHz and 200-220 kHz.

کلیدواژه‌ها English

Acoustic emission
Delamination monitoring
FML patch
Signal frequency analysis