سرکار خانم / جناب آقای مهندس هادی پورشهسواری دانشجوی دکتری دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران، از رساله خود با عنوان « استفاده از ترکیب اطلاعات روش‌های ترموگرافی و شیروگرافی به منظور شناسایی عیوب تورق و جدایش بر روی وصله سازه کامپوزیتی CFRP »‏‎ ‎به راهنمایی جناب آقای دکتر میرسعید صفی زاده در تاریخ 1405/04/10 ساعت 16:15 دفاع خواهد نمود‎.

استاد راهنما: دکتر میرسعید صفی زاده / دکتر 

استاد مشاور: دکتر   

اساتید داور داخلی: دکتر فتح اله طاهری بهروز / دکتر رضوان عابدینی

اساتید داور خارجی: دکتر عقیل یوسفی کما / دکتر مهدی احمدی

با افزایش عمر سرویس‌دهی سازه‌های کامپوزیتی مانند سازه یک توربین بادی یا یک هواپیمای کامپوزیتی با یا بدون سرنشین و در واقع با افزایش ساعات کاری این وسیله¬ها، مسائلی از قبیل خوردگی، گسترش ترک خستگی، گسترش ترک ناشی از بارهای اضافی و مسائلی از این دست در قسمت‌های مختلف سازه ظاهر می‌شود، بطوریکه همین موضوع درجه اهمیت بالای بازدیدهای دوره‌ای و پایش سلامت این تجهیزات با سازه کامپوزیتی را آشکار می‌کند. استفاده از وصله‌های کامپوزیتی یک روش جدید و نوین جهت تعمیرات اجزای انواع سازه‌ها می‌باشد. هدف اصلی در این روش تعمیر، چسباندن وصله کامپوزیتی توسط چسب در ناحیه آسیب دیده، جهت برگرداندن ظرفیت بارپذیری سازه می‌باشد. همچنین وصله‌های تعمیر کامپوزیت‌های بکار رفته در انواع سازه‌ها نیز نیاز به بازرسی‌ دارند، زیرا آنها مستعد خرابی در طی فرایند ساخت و نگهداری هستند و به همین دلیل پیش‌بینی رشد خرابی مشکل می‌باشد. این بازرسی‌ها باید به گونه‌ای باشد که قادر به کشف عیوب سطحی و زیرسطحی را داشته باشد.
لذا در این پژوهش، از ترکیب اطلاعات روش¬های تست ترموگرافی و شیروگرافی بمنظور تشخیص انواع عیوب تورق و جدایش (اندازه¬های مختلف، عمق¬های مختلف و موقعیت لبه یا وسط وصله) شش وصله کامپوزیتی CFRP چسانده شده بر روی یک سازه پایه کامپوزیتی CFRP استفاده شده است. ابتدا قطعات تست و وصله‌ها بر مبنای کاربردهای هوافضای اینگونه سازه¬ها طراحی و ساخته شد. عیوب به سه صورت در قطعات اعمال گردید، شامل استفاده از تفلون، استفاده از کیسه خلا و استفاده از فاصله هوایی. با توجه به ضرایب حرارتی مختلف این مواد، استفاده از هر کدام از آنها تاثیر بسزایی در نتایج ترموگرافی خواهد داشت. بمنظور تعیین پارامترهای تست ترموگرافی پالسی، آزمون ترموگرافی پالسی قطعه با استفاده از روش اجزاء محدود شبیه‌سازی گردید. نتایج شبیه سازی قدرت تحریک حرارتی، مدت زمان لازم برای تحریک حرارتی، نحوه انتقال حرارت و میزان تغییرات حرارتی سطح قطعه در محل‌های سالم و معیوب را در اختیار می¬گذارد. سپس چیدمان تست ترموگرافی پالسی و نحوه تست قطعه بیان گردیده و در ادامه پردازش¬های مختلف نتایج تست ترموگرافی و دقت هرکدام از روش¬های پردازش در شناسایی و تخمین اندازه عیوب تشریح گردیده است. از آنجا که تست ترموگرافی برای شناسایی عیوب کم عمق مناسب است لذا برای شناسایی عیوب عمیق¬تر از روش تست شیروگرافی که روش نوری است و همانند روش ترموگرافی، روشی بدون تماس و با سرعت بالا و سطح بازرسی بزرگ است استفاده گردید.
روش شیروگرافی با اندازه‌گیری کرنش‌های خارج از صفحه در اثر بارگذاری (مکانیکی یا حرارتی) قطعه به شناسایی عیوب زیرسطحی و عمیق کمک می‌کند. پس از انجام آزمون شیروگرافی بر روی قطعه تست و پردازش تصاویر حاصله، به تشریح دقت این روش در شناسایی عیوب پرداخته شد.
نهایتا با استفاده از روش ترکیب اطلاعات به بهبود نتایج پرداخته می¬شود. اول ادغام تصاویر حاصل از دو روش پردازش تصاویر ترموگرافی شامل روش آنالیز مولفه‌های اصلی و روش بازسازی سیگنال حرارتی است. نتایج این دو روش پردازش با هم بصورت متوالی ترکیب شده که باعث افزایش شناسایی عیوب و دقت در اندازه‌گیری مساحت عیوب می‌گردد تا جائیکه خطای حاصل از این روش با خطای محاسبه مساحت با استفاده از شبیه-سازی 12 درصد می‌باشد. در ادامه نتایج حاصله از روش ترموگرافی و روش شیروگرافی با هم ادغام شده و نتایج حاصله در شناسایی عیوب با هر کدام از روش‌های ترموگرافی و شیروگرافی به تنهایی مقایسه گردید. نتایج حاصل از ترکیب اطلاعات این دو آزمون بر روی قطعه تست گویای بهبود در شناسایی عیوب جدایش و تورق با خطای کمتر از 5 درصدی می باشد.

کلمات کلیدی:

وصله سازه کامپوزیتی، ترموگرافی، شیروگرافی، ترکیب داده، پس‌پردازش، المان محدود