بکارگیری آزمون فراصوتی عبوری با کمک روش آبفشان در سلامت سنجی مواد مرکب پایه پلیمری تقویت شده با الیاف کربن

امروزه استفاده از قطعات کامپوزیتی در صنایع مختلف مانند صنایع نفت و گاز، هوافضا، صنایع دریایی و صنایع خودروسازی افزایش پیدا کرده است. کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با الیاف کربن (cfrp) یکی از پرکاربردترین انواع مورد استفاده در صنایع هوافضا می باشد. با توجه به کاربردهای حساس این نوع کامپوزیت ها، به کارگیری روش‌های مناسب برای بازرسی غیرمخرب این مواد امری ضروری می باشد. روش آزمون فراصوتی یکی از پرکاربردترین روش‌های بازرسی‌ است که پژوهش‌های متعددی در ارتباط با کاربرد این روش در بازرسی غیر مخرب قطعات cfrp انجام شده است. در این مقاله امکان انجام آزمون فراصوتی عبوری با تکنیک آبفشان در بازرسی غیرمخرب قطعات کامپوزیتی تقویت شده با الیاف کربن (cfrp) و رابطه خواص خمشی با شدت موج عبوری در مواد مرکب چند لایه مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا ابتدا نمونه آزمایش از جنس اپوکسی تقویت شده با الیاف کربن و به روش لایه چینی دستی ساخته شد. در مرحله ی بعدی با طراحی و ساخت یک ست-آپ آزمون غیر مخرب فراصوتی عبوری با سیستم آبفشان، آزمون فراصوتی برای شناسایی عیوب روی نمونه انجام گردید و نتایج آزمون به صورت نمودارهای c-scan مورد بررسی قرارگرفت.سپس با انجام آزمون خمش، خواص خمشی نمونه ها بدست آمد. بررسی و ارزیابی نتایج حاصل نشان داد که با افزایش تعداد لایه ها استحکام خمشی نهایی و میانگین شدت موج عبوری بدلیل افزایش احتمال وجود عیوب ساختی در نمونه با تعدادد لایه بیشتر ،کاهش می‌یابد. در مرحله ی بعدی با طراحی و ساخت یک ست-آپ آزمون غیر مخرب فراصوتی عبوری با سیستم آبفشان، آزمون فراصوتی برای شناسایی عیوب روی نمونه انجام گردید و نتایج آزمون به صورت نمودارهای c-scan مورد بررسی قرارگرفت.سپس با انجام آزمون خمش، خواص خمشی نمونه ها بدست آمد. بررسی و ارزیابی نتایج حاصل نشان داد که با افزایش تعداد لایه ها استحکام خمشی نهایی و میانگین شدت موج عبوری بدلیل افزایش احتمال وجود عیوب ساختی در نمونه با تعدادد لایه بیشتر ،کاهش می‌یابد.

application of through transmission ultrasonic evaluation in carbon fiber reinforced composites

the application of composite components has significantly increased in the various industries, including oil and gas, aerospace, marine, and automotive sectors. among these, carbon fiber reinforced polymers (cfrp) are particularly prevalent in the aerospace industry due to their superior properties like high strength to weigh ratio. given the critical nature of these composites, non-destructive inspection is essential to ensure their integrity and performance. ultrasonic testing is one of the most widely used methods for inspecting these materials. recent research has focused on the application of ultrasonic testing for the non-destructive inspection of cfrp parts. this study investigates the feasibility of using through-transmission ultrasonic testing with a water jet technique for inspecting of the cfrp components. additionally, it examines the relationship between flexural properties and the intensity of transmitted waves in multilayer composite materials. for this purpose, some samples were fabricated from epoxy-carbon fiber using the hand lay-up method. a through-transmission ultrasonic non-destructive testing setup with a water jet system was designed and constructed, and ultrasonic testing was performed to identify defects in these samples. in this set-up, a uniform water column is used to transmit the pressure wave from the transducer to the surface of the samples under test, which replaces the couplant material. subsequent bending tests were conducted to determine the flexural properties of the samples. the analysis revealed that an increase in the number of layers led to a decrease in both the final flexural strength and the average intensity of the transmitted wave, attributed to the higher likelihood of structural defects in samples with more layers. subsequent bending tests were conducted to determine the flexural properties of the samples. the analysis revealed that an increase in the number of layers led to a decrease in both the final flexural strength and the average intensity of the transmitted wave, attributed to the higher likelihood of structural defects in samples with more layers.