Jacek Gadomski

Badanie degradacji kompozytu węglowego za pomocą metody tomografii rezystancyjnej

Streszczenie:

W pracy zaprezentowano nieniszczącą metodę diagnostyczną pozwalającą wykrywać i lokalizować uszkodzenia wywołane obciążeniem doraźnym lub cyklicznie zmiennym w czasie, w kompozycie polimerowym zbrojonym włóknem węglowym. Metoda polega na analizie zmian rezystancji w kompozycie warstwowym, czyli laminacie, w którym gromadzą się typowe dla tego materiału kon-strukcyjnego defekty takie jak: delaminacje, pęknięcia włókien oraz pęknięcia spoiwa. Istotą tej techniki jest zaopatrzenie struktury kompozytowej w sieć kontaktów elektrycznych podłączonych do aparatury mierzącej rezystancję między nimi.

Celem badań eksperymentalnych było testowanie metody analizującej zmiany rezystancji próbki typu płaska belka, zbudowanej z laminatu zawierającego warstwy z włóknem węglowym ułożonym w różnych kierunkach. Konstrukcja próbki jak i sposób realizacji obciążenia pozwoliły na badanie w tym samym czasie laminatu rozciąganego i ściskanego. Na zewnętrznych powierzchniach umieszczono kontakty elektryczne w sposób dotychczas nie stosowany. Zaprojektowano specjalne stanowisko pozwalające na realizację czystego zginania próbki z jednoczesnym wprowadzaniem w niej dużych krzywizn.

Zbudowano model numeryczny MES odwzorowujący fragment belki. Użyto elementu skończonego pozwalającego badać jednocześnie właściwości mechaniczne i elektryczne modelu. Testowano także modele z wprowadzonymi modyfikacjami symulującymi uszkodzenia kompozytu warstwowego. Uzyskano dobrą zgodność wyników modelu numerycznego i eksperymentu.

Wyniki badań pokazały, że metoda nadaje się do monitorowania struktur smukłych typu belka z kompozytu węglowego. Testowana technika pozwala również mierzyć odkształcenia laminatu.