تشخيص و ارزيابي عيوب جدايش لبه‌اي در وصله‌هاي كامپوزيتي با استفاده از آزمون غيرمخرب دمانگاري

كارشناسي ارشد

به‌منظور ترميم سازه‌هاي فلزي و كامپوزيتي آسيب‌ديده در صنايع مختلف، به‌ويژه صنايع هوايي، وصله‌هاي كامپوزيتي استفاده مي‌شود. براي اطمينان از سلامت ترميم، ارزيابي سازه ترميم‌شده موضوعي چالش‌برانگيز است. فن آزمون دمانگاري يكي از قدرتمندترين روش‌هاي آزمون غيرمخرب است كه براي ارزيابي سازه‌هاي ترميم‌شده به كار گرفته مي‌شود. در مطالعه حاضر، عيوب از نوع جدايش لبه‌اي بين سازه آلومينيوم مادر و وصله‌هاي كربن/اپوكسي ساخته‌شده با لايه‌چيني [0]_4 و [0]_8 به‌وسيله روش دمانگاري گامي بازرسي شده‌اند. عيوب جدايش نزديك به لبه وصله ايجاد شده‌اند، زيرا شروع جدايش در يك سازه ترميم‌شده، در لبه‌ها محتمل‌تر است. به‌علاوه، به علت اثرات لبه، شناسايي عيوب لبه‌اي نسبت به عيوب مياني وصله، دشوارتر به نظر مي‌رسد. به‌منظور مدل‌سازي آزمايشي آسيب جدايش و دست‌يابي به يك نمونه معيوب نزديك به واقعيت، جدايش‌هاي لبه‌اي از سه جنس تفلون، پلي‌اورتان و هوا در محل اتصال وصله با سازه مادر ايجاد شده‌اند. براي دست‌يابي به نحوه انجام صحيح بازرسي و همچنين بررسي محدوديت‌هاي آزمايش و درك بهتر فرآيند آزمون دمانگاري، شبيه‌سازي اجزا محدود آزمون دمانگاري براي همه نمونه‌ها انجام شده و براي مدل‌سازي عددي دقيق‌تر، مقادير بارگذاري حرارتي استفاده شده در شبيه‌سازي اجزا محدود به روشي جديد از نتايج تجربي استخراج شده است. نتايج دمانگاري گامي با استفاده از روش‌هاي پردازش يك‌بعدي شامل؛ دمانگاري فاز پالسي، بازسازي سيگنال دمانگاري، دمانگاري مقادير ويژه، تبديل موجك يك‌بعدي و همچنين روش‌هاي پردازش دوبعدي شامل؛ ترسيم نرم مشتقات مكاني ميدان حرارتي، تبديل موجك دوبعدي، الگوريتم تشخيص لبه پرويت و فيلتر فركانسي ايده‌آل پايين گذر پردازش شده است. علاوه بر اين، يك الگوريتم پردازش يك‌بعدي با توجه به توالي تصاوير دمايي و يك الگوريتم مورفولوژي به‌عنوان پردازش دوبعدي روي تصوير، توسعه داده شده است. همچنين تبديل موجك سه‌بعدي براي شناسايي مرز لبه‌هاي آسيب‌ديده براي نخستين بار در حوزه دمانگاري استفاده گرديد. به‌منظور تفسير دقيق نتايج از يك تصوير مناسب يا اعمال الگوريتم‌هاي پردازش روي آن، براي اولين بار دستورالعملي به‌منظور يافتن بهترين تصوير (فريم) از نتايج ويدئويي خام يا پردازش‌شده توسعه داده شده است. در ادامه به‌منظور بهبود نتايج عيب‌يابي، يك تركيب متوالي مؤثر از دو الگوريتم پردازش يك‌بعدي به همراه الگوريتم مورفولوژي ارائه گرديده است. درنهايت، ابعاد، موقعيت و جنس‌‌هاي متفاوت عيب جدايش در دو لايه‌چيني مربوط به وصله‌ها با يكديگر مقايسه شدند و مطابقت قابل قبولي بين نتايج تجربي و عددي به‌دست آمد. همچنين مقايسه‌ كمي و كيفي گسترده‌اي بين نتايج حاصل از الگوريتم‌هاي متداول دمانگاري و پردازش تصوير، الگوريتم‌هاي توسعه داده شده و تركيب الگوريتم‌ها براي همه وصله‌ها صورت گرفت.

192675

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي هوافضا - سازه هاي فضايي

دكتر ميرسعيد صفي‌زاده