Εφαρμογή της μεθόδου μη καταστρεπτικού ελέγχου με υπερήχους για την ανίχνευση σφαλμάτων σε σύνθετα υλικά με περιέλιξη ινών

Καρτέρη, Κωνσταντίνα; Karteri, Konstantina

dc.contributor.author	Καρτέρη, Κωνσταντίνα	el
dc.contributor.author	Karteri, Konstantina	en
dc.date.accessioned	2020-05-18T14:30:15Z
dc.date.available	2020-05-18T14:30:15Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/50629
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.18327
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Υπέρηχος	el
dc.subject	Σύνθετα υλικά	el
dc.subject	Ultrasonic testing (UT)	en
dc.subject	Fillament wound composite material	en
dc.subject	Non-destructive testing	en
dc.subject	Μη καταστροφικός έλεγχος	el
dc.title	Εφαρμογή της μεθόδου μη καταστρεπτικού ελέγχου με υπερήχους για την ανίχνευση σφαλμάτων σε σύνθετα υλικά με περιέλιξη ινών	el
dc.title	Application of non-destructive testing using ultrasound method for detection of defects in filament wound composite material	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μη καταστροφικός έλεγχος	el
heal.classification	Non-destructive testing	en
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-11-17
heal.abstract	Το αντικείμενο αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι ο μη καταστροφικός έλεγχος ενός κυλινδρικού δοκιμίου, κατασκευασμένο με την μέθοδο της περιέλιξης ινών άνθρακα ( Carbon Fiber Reinforced Plastic), μέσω της τεχνικής των υπερήχων, προκειμένου να ανιχνευθούν κάποια τεχνητά σφάλματα από τεφλόν που προσομοιάζουν κενά μεταξύ των στρώσεων (delaminations). Μέσω των απεικονίσεων A-Scan και C-Scan καθορίστηκε το βάθος των τεχνητών σφαλμάτων. Πιο συγκεκριμένα, στην αρχή ήταν απαραίτητο να εξοικειωθούν με τη θεωρία και τον εξοπλισμό υπερήχων. Μετά από αυτή την προετοιμασία, καθορίστηκε ένα σύστημα αξόνων πάνω στον κύλινδρο έτσι ώστε η θεωρητική θέση των τεχνητών σφαλμάτων να μπορεί να προσδιοριστεί οπτικά. Το σύστημα αποτελούταν από τη γωνία και τη διαμήκη θέση των τεχνητών σφαλμάτων. Η πειραματική διαδικασία συνεχίστηκε με την προσέγγιση της ταχύτητας του ήχου μέσα στο υλικό. Ο έλεγχος του δοκιμίου ξεκίνησε με την πρώτη μέθοδο (A-Scan). Πραγματοποιήθηκε σάρωση των περιοχών ενδιαφέροντος με τις κεφαλές υπερήχων στο βάθος κάθε ελαττώματος. Στη συνέχεια, το σήμα από αυτή την περιοχή συγκρίθηκε με το σήμα μιας γειτονικής "υγιούς" περιοχής στο ίδιο βάθος. Σε περίπτωση παρατήτησης κάποιας επιπλέον ηχούς στο βάθος ενδιαφέροντος, θεωρείται ότι αυτή αντιπροσωπεύει το τεχνητό σφάλμα. Πραγματοποιήθηκαν αρκετές δοκιμές με διάφορες κεφαλές, μέχρι να επιλεγούν οι τελικές. Η δεύτερη μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε κατά την πειραματική διαδικασία ήταν η εξέταση του δοκιμίου με χρήση μιας δεξαμενής εμβάπτισης (C-Scan). Μετά τη βύθιση του δοκιμίου στη δεξαμενή, ακολουθούσε η σάρωση μίας ορθογωνικής περιοχής του κυλίνδρου με μία κεφαλή βύθισης, σύμφωνα με τις ρυθμίσεις που εφαρμόζονταν από το χρήστη. Μετά από αρκετές δοκιμές επιλέχθηκαν οι τελικές κεφαλές. Η αναγνώριση των τεχνητών σφαλμάτων επιτράπηκε λόγω της 2D C-Scan απεικόνισης. Εντέλει εντοπίστηκε το 95,8% των τεχνητών ατελειών στα πλαίσια αυτής της διπλωματικής εργασίας. Συγκρίνοντας τα αποτελέσματα αυτών των δύο μεθόδων μεταξύ τους και με τα θεωρητικά δεδομένα αξιολογήθηκε η αξιοπιστία κάθε μέτρησης και βγήκαν συμπεράσματα. Όσον αφορά την επιλογή των υπερηχητικών κεφαλών για τη εξέταση ενός κυλινδρικού δοκιμίου CFRP, το συμπέρασμα ήταν ότι οι συχνότητες που υπερβαίνουν τα 2.25 MHz δεν προτείνονται. Σε ό,τι αφορά το δοκίμιο, τα καμπύλα σύνθετα δοκίμια κατασκευασμένα με τη μέθοδο της περιέλιξης ινών είναι πολύ δύσκολο να εξεταστούν. Αρχικά, οι στρώσεις δεν είναι σαφώς διαχωρισμένες, όπως στα σύνθετα με υφάσματα FRP. Τα σύνθετα υλικά συνεπάγονται ισχυρή εξασθένηση και διάχυση, φαινόμενα τα οποία εντείνονται όταν το δοκίμιο έχει καμπύλη εξωτερική επιφάνεια. Η έλλειψη επιπεδότητας οδηγεί σε απώλεια μεγάλου μέρους των σημάτων. Αυτά τα δοκίμια απαιτούν μεγάλη προσπάθεια, προκειμένου να περιοριστεί ο κίνδυνος εσφαλμένης μέτρησης. Τα αποτελέσματα της C-Scan παράγουν πιο αξιόπιστες μετρήσεις. Επιπλέον, τα λεπτότερα δείγματα δίνουν καθαρότερη ηχώ της πίσω επιφάνειας (back-wall echo). Σύμφωνα με το πάχος του δείγματος και το βάθος του ελαττώματος, πρέπει να επιλέγεται η διάμετρος και η συχνότητα της κεφαλής. Όσο λεπτότερο είναι το δείγμα, τόσο μικρότερη είναι οι διαμέτρος και τόσο χαμηλότερη είναι η συχνότητα της κεφαλής. Η επιλογή του υλικού Teflon για την προσομοίωση των κενών μεταξύ των στρώσεων έχει κάποιες ιδιαιτερότητες. Το κενό συμπεριφέρεται διαφορετικά από ότι ένα ξένο σώμα μέσα σε ένα υλικό κατά τον έλεγχο με υπερήχους. Το κενό έχει το χαρακτηριστικό ότι αντανακλά το 100% του προσπίπτοντος κύματος, ενώ το Teflon που περιβάλλεται από ρητίνη θα απορροφήσει φυσικά ένα ποσοστό της μεταδιδόμενης ενέργειας. Επομένως, το κενό θα οδηγούσε σε ισχυρότερη ηχώ και σαφέστερα αποτελέσματα.	el
heal.advisorName	Τσούβαλης, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Τσούβαλης, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Σαράφογλου, Χαρά	el
heal.committeeMemberName	Ανυφαντής, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θαλάσσιων Κατασκευών. Εργαστήριο Ναυπηγικής Τεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	108 σ.
heal.fullTextAvailability	false