ساز و کار های خرابی در کامپوزیت های چندلایه سوراخ دار تحت بارگذاری کششی با استفاده از انتشار صوت

استفاده از کامپوزیت های کربن/اپوکسی در اکثر سازه ها به دلیل نسبت استحکام به وزن قابل توجه، روشی متداول است. در این رابطه بررسی و دسته بندی انواع خرابی ها در سازه های کامپوزیتی برای جلوگیری از هرگونه اتفاقات احتمالی و افزایش قابلیت اطمینان آن ها، امری ضروری است. در یک دسته بندی کلی، خرابی های سازه های کامپوزیتی را می توان به چهار نوع تقسیم نمود: ترک ماتریسی، شکست الیاف، جدایش الیاف از ماتریس و جدایش لایه ای. یکی از روش های جدید تشخیص عیوب در کامپوزیت ها، استفاده از روش انتشار صوت است. بر این اساس، هدف از این مقاله بررسی و دسته بندی انواع مختلف ساز و کار های خرابی در نمونه های کامپوزیتی چندلایه سوراخدار، تحت بار کششی با استفاده از روش انتشار صوت است. نخست یک قطعه کامپوزیتی سوراخدار بر اساس استاندارد ASME تحت بارگذاری کششی قرار گرفت. موج های الاستیک انتشاریافته حاصل از شکست قطعه توسط دو حسگر انتشار صوت از نوع نوار پهن ثبت شدند. برای تشخیص مقدار درصد خرابی از دو روش تبدیل موجک بسته ای و خوشه بندی فازی استفاده شد. نتایج این دو روش با تحلیل تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی مقایسه گردیدند. نتایج نشان داد که حدود 50% خرابی ها مربوط به جدایش الیاف از ماتریس بوده، حدود 30% از ترک ماتریسی ناشی شده و حدود 20% در ارتباط با شکست الیاف می باشد. همچنین بیشترین اختلاف در این دو روش در تشخیص خرابی ها 7% می باشد. نتایج بدست آمده از این پژوهش نشان دهنده بازدهی مطلوب روش انتشار صوت در تعیین نوع خرابی ها و مقدار درصد هریک از آن ها در کامپوزیت های چندلایه است.

کلیدواژه ها:

کامپوزیت ، انتشار صوت ، خوشه بندی فازی ، تبدیل موجک بسته ای ، میکروسکوپ الکترونی روبشی