روشی جدید برای تشخیص بموقع خرابی ضربه در بدنه کامپوزیتی هواپیما
محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر با روش نشر آوایی، خرابی ضربه در سازه های کامپوزیتی را به صورت تجربی و عددی ارزیابی کردند.
به گزارش هوا فضا به نقل از ایسنا، 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» اظهار داشت: کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با الیاف به علت خواص مطلوبی که دارند از قبیل استقامت و سفتی ویژه بالا، مقاومت به خوردگی و عمر خستگی بالا، به وفور در صنایع مختلف استفاده می شوند.
وی ادامه داد: با این وجود 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 امکان دارد به سازه کامپوزیتی در حین دوره کارکرد آن وارد شود. سقوط یک ابزار در حین فرایند 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 صدمه بزند.
سعیدی فر افزود: این خرابی ها معمولاً در داخل ماده اتفاق می افتند و اثر ظاهری قابل توجهی روی سطح سازه ایجاد نمی کنند که در اصطلاح به این نوع خرابی ها، خرابیِ ضربه ی به سختی قابلِ رؤیت (BVID) می گویند. با عنایت به اثر مخرّب BVID بر یکپارچگی سازه کامپوزیتی و دشواری تشخیص این خرابی ها با روش بازرسی چشمی، روش های بازرسی غیرمخرب می توانند بعنوان ابزاری مناسب برای تشخیص و بررسی BVID در سازه های کامپوزیتی استفاده شوند.
وی اظهار داشت: اغلب تحقیقات انجام شده در این حوزه، بر استفاده از روش های فعّال بازرسی غیرمخرب همچون روش التراسونیک سی-اسکن، سی تی اسکن، آنالیز مودال، امواج هدایت شونده، گرمانگاری و... متمرکز بوده که به طور عمده قابلیت پایش بلادرنگ خرابی در حین کارکرد سازه را نداشته و به منظور تشخیص خرابی، بایستی که سازه از سرویس خارج شده و مورد آزمون قرار بگیرد.
وی ادامه داد: در حالیکه استفاده از روش نشرآوایی منجر به قابلیت پایش بلادرنگ و در حین کارکرد سازه کامپوزیتی شده و مساحت زیادی از سازه را میتوان در یک مرتبه پایش کرد.
به قول 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 تصریح کرد: بنا داریم در ادامه کار به غیر از تشخیص خرابی در کامپوزیت ها با روش نشرآوایی، از این روش برای پیشبینی عمر باقیمانده سازه دارای صدمه هم استفاده نماییم که این امر می تواند منجر به تحول قابل توجهی در بحث تعمیر و نگهداری سازه های کامپوزیتی در صنایع هوایی شود و عملا به جای روش مرسوم "تعمیرات دوره ای و منظم" به سمت "تعمیرات در زمان لزوم" حرکت نماییم.
محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر ضمن اشاره به معرفی خصوصیت های طرح اظهار داشت: خصوصیت 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 تعیین لحظه وقوع خرابی در سازه تحت ضربه»، «قابلیت تعیین گسترش خرابی در حین کارکرد سازه صدمه دیده» و «قابلیت تعیین و تفکیک مکانیزم های مختلف خرابی در سازه صدمه دیده».
سعیدی فر ضمن اشاره به مزیت های رقابتی طرح، اظهار داشت: با تشخیص بموقع خرابی ضربه در بدنه کامپوزیتی هواپیما، میتوان از خرابی فاجعه بار آن که منجر به خسارات جانی و مادی فراوانی می شود، جلوگیری کرد و عملا مانع از گسترش خرابی و تحمیل هزینه های زیاد در بخش تعمیر و نگهداری هواپیما شد.
وی ضمن اشاره به کاربردهای پروژه اظهار داشت: کاربرد اصلی این پروژه در بحث پایش سلامت سازه و تعمیر و نگهداری سازه های کامپوزیتی در صنایع هوایی است.
به نقل از روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، استاد راهنمای این پروژه دکتر مهدی احمدی نجف آبادی (استاد دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه امیرکبیر) و اساتید مشاور طرح، دکتر حسین حسینی تودشکی (استاد دانشکده مهندسی هوافضا دانشگاه صنعتی امیرکبیر)، دکتر میثم جلالوند (استادیار دانشکده مهندس دانشگاه ساوت همپتون انگلستان) و دکتر دیمیترویس زاروخاس (دانشیار دانشکده مهندسی هوافضا- دانشگاه فناوری دلفت هلند) هستند. از این پروژه دو مقاله در مجله بسیار معتبر Composites Part B: Engineering با ضریب تاثیر 9.1 به چاپ رسیده است. مقالات مذکور ناظر به استفاده از روش های پیچیده پردازش سیگنال و یادگیری ماشین در تعیین و دسته بندی خرابی های BVID در سازه های کامپوزیتی با روش نشرآوایی بوده اند.
منبع: هوا فضا
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب