Development of a method for identification of parameters and damage detection in additive manufactured composite elements using ultrasonic wave propagation - Project - Bridge of Knowledge

Search

Development of a method for identification of parameters and damage detection in additive manufactured composite elements using ultrasonic wave propagation

Celem projektu jest opracowanie metody diagnostycznej ukierunkowanej na nieniszczące wykrywanie i obrazowanie uszkodzeń w elementach kompozytowych wytwarzanych metodą addytywną, bazując na propagacji fal ultradźwiękowych. Oddziaływanie fal sprężystych z uszkodzeniami zostanie przeanalizowane za pomocą zaawansowanych narzędzi przetwarzania sygnałów oraz symulacji metodą elementów skończonych (MES). Motywacją badań jest aktualna tendencja do opracowywania innowacyjnych, skutecznych i tanich metod diagnostycznych. Można sformułować następującą hipotezę: pomiar propagacji fal ultradźwiękowych wraz z zaawansowaną obróbką danych umożliwia wykrywanie i wizualizację nieciągłości geometrycznych i materiałowych w drukowanych elementach kompozytowych. Nowatorski charakter badań polega na: (i) opracowaniu dwustopniowego algorytmu do nieniszczącej diagnostyki kompozytowych elementów drukowanych z wykorzystaniem fal ultradźwiękowych, (ii) opracowaniu metody wyznaczania optymalnych parametrów obliczeniowych do przetwarzania sygnałów opartej na energii fal oraz (iii) wykorzystaniu symulacji MES w celu wsparcia badań eksperymentalnych. Projekt składa się z kilku zadań. Pierwszym krokiem będą badania statyczne mające na celu identyfikację statycznych stałych materiałowych elementów drukowanych. Pomiary sygnałów fal ultradźwiękowych posłużą do wyznaczenia parametrów dynamicznych na podstawie krzywych dyspersji. Analizowane będą różne stopnie porowatości, kierunki drukowania, a także różne filamenty. Zasadnicza część pomiarów będzie skoncentrowana na ocenie uszkodzeń strukturalnych elementów płytowych. Opracowany zostanie dwuetapowy algorytm obejmujący identyfikację uszkodzeń, dostarczającą jedynie informacji o obecności defektu oraz obrazowanie uszkodzeń umożliwiające szczegółową wizualizację defektu. Sygnały będą przetwarzane przy użyciu ważonej średniej kwadratowej (WRMS). Określone zostaną optymalne wartości parametrów obliczeniowych. Dodatkowo, modelowanie propagacji fal sprężystych w elementach drukowanych zostanie przeprowadzone za pomocą MES. Sygnały zgromadzone podczas symulacji numerycznej będą przetwarzane analogicznie do danych eksperymentalnych. Projekt ma istotne znaczenie dla PG, ponieważ pozwoli na zakup sprzętu do umożliwiającego prowadzenie zaawansowanych badań naukowych, co będzie miało istotny wpływ na stan wiedzy dotyczącej diagnostyki nieniszczącej elementów drukowanych.

Details

Financial Program Name:
PRELUDIUM
Organization:
Narodowe Centrum Nauki (NCN) (National Science Centre)
Agreement:
UMO-2021/41/N/ST8/01348 z dnia 2021-11-26
Realisation period:
2021-11-26 - 2023-11-25
Project manager:
dr inż. Erwin Wojtczak
Team members:
Realised in:
Katedra Wytrzymałości Materiałów
Request type:
National Research Programmes
Domestic:
Domestic project
Verified by:
Gdańsk University of Technology

seen 122 times