Badania nieniszczące i bezdotykowe materiałów

Właściwy materiał we właściwym miejscu ma kluczowe znaczenie dla jakości, trwałości i wagi produktu końcowego, a ostatecznie dla jego sukcesu. Na całym świecie laserowe wibrometry dopplerowskie Optomet wnoszą istotny wkład w systematyczne poszukiwanie nowych informacji w dziedzinie badań materiałowych. Niezależnie od tego, czy chodzi o określenie parametrów materiału, czy o badania nieniszczące/inspekcję nieniszczącą (NDT lub NDI), bezdotykowe metody pomiarowe mają tutaj szczególne znaczenie, ponieważ nie wpływają na charakterystykę materiału i, w porównaniu z metodami pomiarowymi opartymi na kontakcie, takimi jak te wykorzystujące akcelerometr, umożliwiają niezafałszowane badanie materiału.

Nieniszczące badania materiałów (NDT)

Kompozyty wzmacniane włóknami stają się coraz ważniejsze w produkcji komponentów w celu zmniejszenia masy i osiągnięcia wysokiej sztywności właściwej. Przykładem może być produkcja skrzydeł samolotów w lotnictwie lub części karoserii w przemyśle motoryzacyjnym. Delaminacja lub pęknięcia muszą być zlokalizowane na czas podczas produkcji lub podczas kontroli konserwacyjnych, aby uniknąć przedwczesnego zmęczenia materiału. Gdy cienkościenne płyty z kompozytów włóknistych są wzbudzane z wysoką częstotliwością, na przykład przez elementy piezoelektryczne, generowane są między innymi fale Lamb (krótkofalowe fale powierzchniowe). Oddziałują one z niedoskonałościami materiału, powodując niejednorodności w propagacji fali lub lokalne rezonanse (rezonans lokalnych defektów - LDR).

Laserowe wibrometry dopplerowskie z serii Optomet Scan mogą wykrywać propagację fal w fazie w każdym punkcie pomiarowym na powierzchni materiału, a tym samym wizualizować wady materiału, które nie są widoczne gołym okiem. Wewnętrzny generator sygnału może tworzyć dowolne kształty sygnału, które można wykorzystać do wzbudzenia komponentów, takie jak impulsy lub przemiatanie częstotliwości. Oprogramowanie OptoSCAN służy do przeprowadzania całego procesu pomiarowego, od konfiguracji kanałów pomiarowych i definiowania punktów pomiarowych po wizualizację i analizę danych pomiarowych w dziedzinie częstotliwości i czasu. Za pomocą funkcji eksportu dane mogą być eksportowane w standardowych formatach, takich jak UFF, HDF5 i mat-pliki (MATLAB), a tym samym dalej przetwarzane.

Praktyczny przykład

Za pomocą wibrometru skanującego Optomet wykrywane są defekty wprowadzone z tyłu płyty CFRP. Wewnętrzny generator sygnału wytwarza impuls fali prostokątnej w celu wzbudzenia siłownika piezoelektrycznego przymocowanego do płyty CFRP. Fale rozchodzące się z elementu piezoelektrycznego (dolny środek) oddziałują z dwoma defektami, czyniąc je widocznymi w dziedzinie czasu i częstotliwości ze względu na lokalnie wyższe amplitudy (lokalne rezonanse defektów).

Split Hopkinson Bar (SHPB)

Test dzielonego pręta Hopkinsona to metoda badania materiałów stosowana do określania właściwości materiałów w warunkach dynamicznych. Próbka testowa (np. betonowy cylinder lub materiał kompozytowy) jest umieszczana pomiędzy dwoma prętami, prętem padającym i prętem przenoszącym. Przyspieszony bijak uderza w pręt padający i wywołuje impuls uderzeniowy. Powstała fala przechodzi przez pierwszy pręt, a następnie uderza w próbkę materiału, przez którą również przechodzi fala, która z kolei przekazuje ją do drugiego pręta (pręta transmisyjnego).

Laserowe wibrometry dopplerowskie (LDV) firmy Optomet są doskonałym narzędziem pomiarowym do pomiaru czasowego przebiegu tych wysoce dynamicznych impulsów uderzeniowych, dzięki wysokiej częstotliwości próbkowania 160 MSamples/s i zakresowi dynamiki ponad 220 dB.

Split Hopkinson Bar (SHPB) w szczegółach

Identyfikacja lokalnych rezonansów defektów na płycie CFRP