Polimer kompozitok állapotfelügyelete
Polimer kompozitok állapotfelügyelete
Forintos Norbert MSc II. évf.
e-mail: norbert.forintos@gmail.com
Konzulens: Dr. Czigány Tibor, Polimertechnika Tanszék
e-mail: czigany@eik.bme.hu
A kompozit anyagok nagy térhódításának egyik oka, hogy nagy mechanikai szilárdságukhoz kis tömeg tartozik, így azoknál a termékeknél, ahol alkalmazzák súlycsökkentés érhető el, ami nagyobb hatékonysághoz vezet. Az e fajta összetett szerkezeti anyagok jobb megismerésével, valamint a végeselemes modellalkotás elterjedésével a várható terheléseknek jobban megfelelő szerkezetet tudnak méretezni a mérnökök. Ezt a pontosságot olyan iparágakban, ahol minden gramm számít – például energetika, versenysportok, járműipar – a mérnökök a végletekig élezik, gyakran a nagyobb biztonsági tényezőt is beáldozva.
Ismétlődő, vagy hirtelen, de nagy erejű terhelés hatására a legtöbb anyagban repedések jöhetnek létre, amelyek tovább gyengítik az erőhatásnak kitett alkatrészt. A repedések terjedésével egy kritikus szintet elérve az anyag már nem képes elviselni a terhelést, és ekkor az alkatrész eltörik.
Egyetemünkön és más tudományos körökben sokféle kutatás folyik, miként lehet a kompozit szerkezetekben bekövetkezett repedéseket vagy töréseket kimutatatni [1, 2]. Az eddigi vizsgálatok csak bizonyos megkötések mellett vezettek eredményre: a repedés legyen észlelhető a felszínen, vagy bonyolult eszközöket kell alkalmazni, vagy a laminátumba eleve be kell ágyazni különböző érzékelőket. A kompozit anyag olyan alkalmazási területén, ahol a legjobb hatásfok érdekében törekednek a legkevesebb réteg használatára egy-egy beépített érzékelő jelentősen megváltoztathatja a mechanikai tulajdonságokat nem is beszélve a súlygyarapodásról. Ezen felül olyan folyamatos üzemekben, mint például a szélerőművek vagy a repüléstechnika nem mindig elegendő az ütemezett felülvizsgálat és repedéskeresés – akár üzem közben is kialakulhatnak kritikus törések.
Ez az igény adta az ötlet egy olyan eljárás kidolgozására, amely segítségével a kompozit alkatrész állapota folyamatosan, akár üzem közben is monitorozható. Dolgozatom keretein belül először részletes irodalomkutatást végzek, ahol bemutatom a már megvalósult roncsolásmentes kompozit anyagvizsgálati eljárásokat, majd egy olyan technológia lehetséges megvalósításait kutatom, amely alkalmas a törés kialakulásának pillanatában jelezni, legyen az felületre kijutó, vagy a belső rétegekben terjedő repedés. E technológia megválasztásakor törekszem arra, hogy az érzékeléshez minél kevesebb idegen anyagot építsek be, az érzékeléshez a kompozit alapanyagait a lehető leghatékonyabban használjam. Az általam kidolgozott technológia működését végül kísérletekkel vizsgálom és mutatom be.
Irodalom:
1. Kling S.: Üreges üvegszál erősítésű polimer kompozitok. PhD értekezés. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (2014).
2. Parlevliet P. P., Bersee H. E. N., Beukers A.: Residual stress in thermoplastic composites – A study of the literature – Part II: Experimental techniques. Composties Part A: Applied Science and Manufacturing, 38, 651-665 (2007).
szerző
-
Forintos Norbert
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Czigány Tibor
egyetemi tanár, Polimertechnika Tanszék
