Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/10701
Title: Ανίχνευση ατελειών και βλάβης σε σύνθετα υλικά με την μέθοδο της in-situ θερμογραφίας
Other Titles: Defect and damage detection in composite materials with in-situ thermography
Authors: Χρυσάφη, Αλεξάνδρα
Keywords: Θερμογραφία
Σύνθετα υλικά
Μη καταστροφικός έλεγχος
Επεξεργασία εικόνας
Keywords (translated): Thermography
Composite materials
Non-destructive testing
CFRP
Abstract: Στην παρούσα εργασία εξετάζεται η μέθοδος της ενεργητικής θερμογραφίας για τον μη καταστροφικό έλεγχο δοκιμίων σύνθετων υλικών πολυμερικής μήτρας με ίνες άνθρακα (Carbon Fiber Reinforced Plastics). Συγκεκριμένα χρησιμοποιείται η θερμογραφία παλμού. Στόχος είναι να αξιολογηθεί η μέθοδος αυτή για την ανίχνευση των αρχικών ατελειών και βλαβών αλλά και να καταγραφεί η εξέλιξη τους κατά την διάρκεια πειραμάτων εφελκυσμού και κόπωσης. Ταυτόχρονα η μέθοδος συγκρίνεται με την μέθοδο ακουστικών υπερήχων για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της. Πρώτα εντοπίζονται οι αρχικές ατέλειες και βλάβες των δοκιμίων αυτών με την μέθοδο της θερμογραφίας και των ακουστικών υπέρηχων. Τα δοκίμια περιέχουν πόρους ως αποτέλεσμα της κατασκευής τους στον αυτόκλειστο φούρνο. Η θερμογραφία, όπως προκύπτει από την σύγκριση με τους ακουστικούς υπέρηχους, εντοπίζει μόνο τους μεγαλύτερους πόρους. Σε περιοχές που υπάρχουν μικρότεροι πόροι μπορεί να εντοπίσει μία ενιαία περιοχή με διαφορετικές ιδιότητες από το υπόλοιπο υλικό. Στην συνέχεια πραγματοποιούνται πειράματα εφελκυσμού και κόπωσης και η θερμογραφία καταγράφει επιτόπου (in situ) την κατάσταση των δοκιμίων κατά την διάρκεια της φόρτισης. Οι εικόνες που λαμβάνονται από την κάμερα υπερύθρων περιέχουν θόρυβο. Για τον λόγο αυτό εφαρμόζεται ψηφιακή επεξεργασία με την μέθοδο αφαίρεσης εικόνων και τον μετασχηματισμό top-hat για να αναδειχθούν οι πληροφορίες για τις βλάβες που περιέχουν. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι όσο αφορά τον εφελκυσμό μπορεί να εντοπίσει την αύξηση του μεγέθους των μεγάλων πόρων και των διαστρωματικών αποκολλήσεων. Στην κόπωση η ενεργητική θερμογραφία παλμού μπορεί να εντοπίσει τις εσωτερικές βλάβες σε όλη την διάρκεια της φόρτισης δεν μπορεί όμως να καταγράψει επακριβώς την εξέλιξη τους. Αυτό οφείλεται στην εκλυόμενη θερμότητα λόγω της κόπωσης που επηρεάζει την απόδοση της ενεργητικής θερμογραφίας. Η μέθοδος αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί όμως για μία αρχική ποιοτική εκτίμηση των βλαβών επιτόπου.
Abstract (translated): In this thesis, the method of active thermography is examined for the non-destructive testing of carbon reinforced plastic (CFRP) composite samples. More specifically, pulse thermography is used. The aim of this study is firstly to evaluate this method for the detection of initial flaws in the material and defects and secondly to record their evolution during tensile and fatigue experiments. At the same time this method is compared with the ultrasonic method in order to evaluate its results. The first step is to detect the initial flaws of CFRP samples with thermography and ultrasonic testing. The samples contain porosity and voids due to their manufacturing in the autoclave. Thermography can detect only the larger of them. In regions where there are small voids, thermography can detect different thermal properties of the material there. Subsequently, the experiments of tensile and fatigue take part, while an infrared camera records in-situ the one side of the samples. The frames captured from the infrared camera contain noise. For this reason digital image processing is applied using the method of image subtraction and the top-hat transform. The results revealed that as far as tensile experiment is concerned, thermography is capable of detecting the increase of the size of larger pores and delaminations. In fatigue testing, pulse thermography is capable of detecting the internal defects during the test, but without recording persistently their size increment. This fact is caused by the heat release from fatigue process and affects thermography’s performance. However thermography can be also used in this case as an initial qualitative method for evaluation of defects in-situ.
Appears in Collections:Τμήμα Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχανικών (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
ChrysafiAl(aer).pdf3.05 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons