Szénszálerősítésű kompozitok károsodási módjának meghatározása akusztikus emisszióval
A szálerősítésű kompozitok számos alkalmazási területen bírnak jelentőséggel kiváló fajlagos tulajdonságaiknak köszönhetően. Használatuk fő okai többek között merevségük, szilárdságuk, alacsony tömegük és kifáradással szembeni ellenállásuk. Előnyeik közé sorolható továbbá a merevségi és szilárdsági tulajdonságok testreszabhatósága a rétegrend és a szálirány változtatásával. Népszerűségük főleg az ezeket a tulajdonságokat kihasználó területeken mutatkozik, erre példa az űripar, repülőgépipar és a motorsport.
Az eddig felsorolt tulajdonságok mellett a kompozitok használatának léteznek korlátjai, hátrányai is. A legtöbb esetben a szálerősítésű alkatrészek előállítása költségesebb, mint a hagyományos fémmegmunkálási eljárásokkal gyártott daraboké, valamint többfázisú anyagok esetében a tönkremenetel (és ezzel a méretezés) is összetettebb probléma, amelyre a tervezés során fokozott figyelmet kell fordítani. A keletkezett hibák kimutatása szintén körülményes, ezt a célt szolgálják a különböző roncsolásos – és roncsolásmentes anyagvizsgálati eljárások. Esetenként szükség van az alkatrész károsodás nélküli in-situ állapotfelügyeletére, amire a roncsolásmentes anyagvizsgálatok (Nondestructive testing, vagy NDT) kiválóan alkalmasak a roncsolásos anyagvizsgálati módszerekkel szemben. Az NDT vizsgálatok csoportján belül az optikai eljárások mellett az akusztikus hullám alapú és ultrahangos vizsgálatok, valamint a radiográfia a legnépszerűbbek.
Jelen dolgozat az akusztikus emissziós eljárás (Acoustic Emission, röviden AE) alkalmazhatóságának vizsgálatára helyezi a hangsúlyt. A kompozit anyagokra jellemző károsodási formák különböző energiájú és amplitúdójú jeleket bocsátanak ki, ami alapján egy AE eljárással lehetségessé válik a beazonosításuk, valamint a károsodás helyének meghatározása. A többfázisú kompozit anyag elemzésének előfeltétele külön-külön a szál és mátrix tönkremeneteli jeleinek vizsgálata, ami a szétválasztást segíti elő az összetett anyag vizsgálata során. A dolgozat keretein belül elvégzett mérések a területen eddig végrehajtott kutatásokat szolgálnak kiegészíteni, valamint tovább pontosítani a már meghatározott tönkremeneteli módokhoz kapcsolható jelek tulajdonságait. Ezeket a kutatási célokat az indokolja, hogy a tönkremeneteli módokhoz köthető jelekre jelenleg nem léteznek általánosan elfogadott határok, a különböző szakirodalmak eredményei eltérnek. Az elért eredmények segítségével lehetővé válhat egy kompozit alkatrészben a lokalizálás mellett a károsodások lokális módjainak meghatározása is.
szerző
-
Bulman Vencel Pál
Gépészmérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
Dr. Szebényi Gábor
Egyetemi docens, Polimertechnika Tanszék -
-
Marton Gergő Zsolt
Doktorandusz, Polimertechnika Tanszék
