reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
© Pixabay Przemys艂 elektroniczny | 16 stycznia 2017

Laser wykryje nawet najmniejsze uszkodzenia

Ka偶dy, nawet niewidoczny go艂ym okiem defekt w poszyciu samolotu, jachtu czy profesjonalnego sprz臋tu sportowego mo偶e stanowi膰 zagro偶enie. Zesp贸艂 z AGH pracuje nad laserowym systemem do szybkiego i dok艂adnego diagnozowania defekt贸w w materia艂ach kompozytowych.
Poszycie wsp贸艂czesnych samolot贸w - ale r贸wnie偶 jacht贸w, 艂opat turbin wiatrowych czy sprz臋tu do sport贸w ekstremalnych (np. nart czy kajak贸w) - wytwarzane jest ze strukturalnych materia艂贸w kompozytowych. Sk艂adaj膮 si臋 one z wielu laminowanych cienkich warstw. Je艣li w takim materiale nast膮pi uszkodzenie, warstwy mog膮 np. p臋kn膮膰 lub zacz膮膰 si臋 rozdziela膰. A to stanowi艂oby niebezpiecze艅stwo dla pasa偶er贸w czy u偶ytkownik贸w.

Zniszczenie jednak wcale nie musi by膰 widoczne z zewn膮trz - go艂ym okiem. Dlatego konieczne s膮 systemy diagnozowania, czy kompozyt jest nienaruszony. I tak np. samoloty musz膮 co jaki艣 czas - a tak偶e po ka偶dym "twardym" l膮dowaniu - przechodzi膰 seri臋 test贸w, kt贸re ustal膮, czy nie pojawi艂y si臋 mikrouszkodzenia.

Takie systemy diagnostyczne do materia艂贸w kompozytowych istniej膮 od dawna, ale pozostawiaj膮 wiele do 偶yczenia. Niekt贸re metody (NDT) s膮 bardzo dok艂adne, ale dzia艂aj膮 jedynie lokalnie - badanie du偶ych obiekt贸w jest wi臋c bardzo powolne. A inne metody (SHM) - pozawalaj膮 na diagnoz臋 du偶ych powierzchni, ale nie pozwalaj膮 rozpozna膰 najdrobniejszych defekt贸w. Dr 艁ukasz Pieczonka z Katedry Robotyki i Mechatroniki Akademii G贸rniczo-Hutniczej pracuje nad now膮 metod膮, kt贸ra b臋dzie zarazem szybka i dok艂adna.

Jak opowiada, w jego systemie diagnozowania uszkodze艅 wykorzystywany b臋dzie laser. W stron臋 kompozytu przesy艂a si臋 trwaj膮cy miliardow膮 cz臋艣膰 sekundy impuls, kt贸ry podgrzewa fragment materia艂u o kilkadziesi膮t stopni C. Nast臋puje wtedy miejscowe - i trwaj膮ce tylko chwilk臋 - rozszerzenie si臋 cieplne materia艂u, co z kolei powoduje, 偶e przez materia艂 przechodzi fala spr臋偶ysta. Informacje o drganiach materia艂u zbierane s膮 z kompozytu wibrometrem laserowym. - Je艣li w materiale s膮 jakie艣 uszkodzenia czy p臋kni臋cia, fala ulegnie odbiciu, za艂amaniu albo zmieni膮 si臋 jej w艂asno艣ci. Wystarczy przeanalizowa膰 te fal臋, aby dowiedzie膰 si臋, czy z kompozytem wszystko jest w porz膮dku - opowiada w rozmowie z PAP dr Pieczonka.

Wykorzystanie w systemie laser贸w jest o tyle wygodn膮 opcj膮, 偶e materia艂u nie trzeba w og贸le dotyka膰 ani instalowa膰 na nim czujnik贸w. Badania mog膮 by膰 wykonywane zdalnie - np. z odleg艂o艣ci kilku metr贸w. Ruchem g艂owicy lasera mo偶na precyzyjnie sterowa膰 dzi臋ki urz膮dzeniom elektronicznym. Dzi臋ki temu materia艂 mo偶na analizowa膰 z dok艂adno艣ci膮 do mikrometr贸w, i to na du偶ych powierzchniach. To sprawia, 偶e pomiar jest nie tylko szybki, ale i bardzo precyzyjny.

- Urz膮dzenie docelowo ma by膰 wielko艣ci ma艂ej lod贸wki. Mia艂oby k贸艂ka, wi臋c mo偶na by艂oby je 艂atwo przemieszcza膰 - opowiada dr Pieczonka. Dodaje, 偶e obs艂uga systemu nie by艂aby trudna, wystarczy艂oby kr贸tkie przeszkolenie. System sam analizowa艂by dane i alarmowa艂 o wykrytych defektach.

Wed艂ug badacza z AGH jednym z trudniejszych zada艅 b臋dzie ustalenie optymalnych impuls贸w laserowych, jakimi b臋d膮 na艣wietlane konkretne kompozyty (dla r贸偶nych materia艂贸w takie impulsy laserowe b臋d膮 inne). A przecie偶 laser - podczas wykrywania uszkodze艅 - w 偶adnym wypadku nie mo偶e dodatkowych defekt贸w powodowa膰. Badacze b臋d膮 musieli bardzo dok艂adnie to przeanalizowa膰.

W ramach projektu powstanie te偶 oprogramowanie do analizy fal, jakie rozchodz膮 si臋 po badanym materiale. - W klasycznych metodach analizowane s膮 tylko fale pod艂u偶ne i poprzeczne. A my b臋dziemy analizowali te偶 inny rodzaj fal - tzw. fale prowadzone. To pewien upgrade, dzi臋ki kt贸remu nasze diagnozy b臋d膮 dok艂adniejsze - ma nadziej臋 badacz z AGH. Dodaje, 偶e w falach prowadzonych cz膮stki poruszaj膮 si臋 nie ruchem prostoliniowym, ale eliptycznym.

艁ukasz Pieczonka realizuje badania w ramach programu LIDER Narodowego Centrum Bada艅 i Rozwoju. Prototyp urz膮dzenia powsta膰 ma w ci膮gu nast臋pnych trzech lat.

殴r贸d艂o: PAP - Nauka w Polsce, Ludwika Tomala
reklama
reklama
reklama
Za艂aduj wi臋cej news贸w
December 13 2018 13:08 V11.10.14-2