Analysis of the destruction processes of carbon fiber samples using acoustic emission and tensometry

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

With samples made of carbon fiber, static tests were carried out to failure. Defects were controlled using acoustic emission and tensometry. Four wire strain gauges were glued to each sample in the area of the hole, and four piezoelectric gauges were installed along its edges, forming the working zone of control. Registration of signals associated with the destruction of the composite material of the samples, and their location was carried out by the acoustic emission system. In the process of testing, the tensometric system recorded loads and deformations, at which the process of destruction of carbon plastics began. The types of destruction were determined during the analysis of micro-glyphs, which were made from location zones. The main informative parameters (amplitude, dominant frequency, MARSE, structural coefficient) of acoustic emission signals were associated with the type of failure of carbon fiber reinforced plastics.

About the authors

L. N Stepanova

FAI «Siberian Aeronautical Research Institute named after S.A. Chaplygin»

Email: aergroup@ngs.ru
Novosibirsk, Russia

V. V Chernova

«Siberian Transport University»

Novosibirsk, Russia

S. I Kabanov

FAI «Siberian Aeronautical Research Institute named after S.A. Chaplygin»

Novosibirsk, Russia

References

  1. Барсук В.Е., Степанова Л.Н., Кабанов С.И. Акустико-эмиссионный контроль дефектов при статических испытаниях конструкций композиционного самолета // Контроль. Диагностика. 2018. № 4. С. 14-19.
  2. Савин С.П. Применение современных полимерных композиционных материалов в конструкции планера самолета семейства МС-21 // Изв. Самарского научного центра РАН. 2012. Т.14. № 4(2). С. 686-693.
  3. Масхидов В.В., Кашарина Л.А., Смирнов О.И., Яковлев Н.О. Построение оптоэлектронной системы встроенного контроля авиационных конструкций, изготовленных с применением полимерных композиционных материалов // Конструкции из композиционных материалов. 2019. № 1. С. 65-73.
  4. Смотрова С.А. Отработка технологии обнаружения и регистрации малозаметных ударных повреждений на конструкции летательного аппарата из полимерных композиционных материалов с помощью ударочувствительного индикаторного покрытия // Конструкции из композиционных материалов. 2021. № 2. С. 14-19.
  5. Фейгенбаум Ю.М., Миколайчук Ю.А., Метелкин Е.С., Батов Г.П. Место и роль неразрушающего контроля в системе поддержания летной годности композиционных конструкций // Научный вестник ГосНИИ ГА. 2015. № 9. С. 71-82.
  6. Фейгенбаум Ю.М., Дубинский С.В. Влияние случайных эксплуатационных повреждений на прочность и ресурс конструкции воздушных судов // Научный вестник МГТУ ГА. 2013. № 187. С. 83-91.
  7. Builo S.I. Statistical Models for Qualitative Evaluation of the Distortion of the Amplitude Distributions of Acoustic Emission Pulses and for Increasing the Reliability of Acoustic Emission Method // Russian Journal of Nondestructive Testing. 1996. V. 5. P. 353-360.
  8. Lehmann M., Bueter A., Schwarzaupt O. Structural health monitoring of composite aerospace structures with acoustic emission // Journal of Acoustic Emission. 2018. V. 35. P. 172-193.
  9. Madaras E. Underscore the NASA role in the development of the nondestructive testing of the composite //NASA Langley research center, scientific department of non-destructive testing of structures and materials. Gempton /VA2368 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https//www.cs.edu/-mln/ltrs/NASA-2001-ahsiss-eim.pdf
  10. Sikdar S., Mirgl P., Bantrjee S., Ostachowicz W. Damage-induced acoustic emission source monitoring in a honeycomb sandwich composite structure // Composites Part B. V. 158. 2019. P. 179-188.
  11. Серьезнов А.Н., Степанова Л.Н., Кабанов С.И., Лебедев Е.Ю. Использование метода акустической эмиссии при неразрушающем контроле объектов транспортного машиностроения // Общероссийский научно-технический журнал "Полет". 2022. № 2. С. 22-34.
  12. Степанова Л.Н., Батаев В.А., Лапердина Н.А., Чернова В.В. Акустико-эмиссионный способ определения типа дефекта структуры образца из углепластика / Патент 2676209 РФ, МПК C. 9 G 01 N 29/14. Заявитель и патентообладатель Сибирский государственный университет путей сообщения. № 2017145888. Заявл. 25.12.2017. Опубл. 26.12.18. Бюл. № 10.
  13. Степанова Л.Н., Батаев В.А., Чернова В.В. Определение связи структуры образцов из углепластика с параметрами сигналов акустической эмиссии при одновременном статическом и тепловом нагружении // Контроль. Диагностика. 2019. № 11. С. 4-13.
  14. Башков О.В., Проценко А.Е., Брянский А.А., Ромашко Р.В. Диагностика полимерных композиционных материалов и анализ технологий их изготовления с использованием метода акустической эмиссии // Механика композиционных материалов. 2017. Т. 53. № 4. С. 765-774.
  15. Степанова Л.Н., Рамазанов И.С., Батаев В.А., Чернова В.В. Анализ зависимости параметров сигналов акустической эмиссии от изменения структуры углепластика при прочностных испытаниях образцов // Конструкции из композиционных материалов. 2019. № 2. С. 58-65.
  16. Матвиенко Ю.Г., Васильев И.Е., Чернов Д.В., Иванов В.И., Елизаров С.В. Проблемы локации источников акустической эмиссии // Дефектоскопия. 2021. № 9. С. 35-44.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences