دسته بندي سازوكارهاي خرابي در حين رشد جدايش بين لايه اي در كامپوزيت هاي ساندويچي، با روش نشرآوايي

Classification of damage mechanisms during delamination growth in sandwich composites byacoustic emission

كامپوزيت هاي ساندويچي به علت سفتي خمشي بالايي كه دارند، به وفور در سازه هاي مختلفبه كار مي روند. جدايش بين لايه اي پوسته و هسته يكي از معمول ترين سازوكارهاي خرابي در اين سازه ها است. در اين پژوهش، ابتدا با استفاده از روش نشرآوايي، رشد جدايش بين-لايه اي در چندلايه هاي ساندويچي تحت بارگذاري مود I، بررسي شده است. ابتدا با توجه به شدت سيگنال هاي نشرآوايي ايجاد شده در حين بارگذاري نمونه ها، منحني هاي نيرو- جابجايي به سه ناحيه تقسيم شدند. تفاوت انرژي سيگنال هاي نشرآوايي در نمونه ها، حاكي از وجود سازوكارهاي مختلف خرابي در كامپوزيت است. بدين منظور مشخصات سيگنال هاي نشرآوايي مربوط به هر سازوكار خرابي، به طور جداگانه مشخص شد. در ادامه، سيگنال هاي نشرآوايي سازوكارهاي مختلف خرابي بر اساس محدوده فركانسي آن ها، دسته بندي شدند و محدوده فركانسي هر سازوكار خرابي تعيين شد. سپس، با استفاده از تبديل موجك، سيگنال هاي نشرآوايي مربوط به هر نمونه، تحليل شده و با استفاده از آن درصد سازوكارهاي مختلف خرابي در نمونه ها مشخص شد. در انتها، با استفاده از تصاوير گرفته شده با ميكروسكوپ الكتروني روبشي از سطوح شكست نمونه ها ، نتايج بدست آمده از روش نشرآوايي، صحت سنجي شده اند. نتايج پژوهش، عملكرد قابل قبول روش نشرآوايي در تشخيص و دسته بندي سازوكارهاي خرابي در سازه‌هاي ساندويچي را نشان مي دهد.

Sandwich composites are widely used in structural applications because of their appropriate mechanical properties and low strength/weight ratio. Delamination is common failure mode in these structures that lead to a reduction in strength and stiffness of composite. In this paper, using acoustic emission, initiation and propagation of delamination in sandwich composite specimens was investigated. The specimens were loaded under mode I loading. Then the characteristics of the signals related to different damage mechanisms were specified. The acoustic emission signals were classified based on their frequency ranges. Then the acoustic emission signals were recorded during the test specimens were processed using wavelet transform. Thus the percentage of energy in each components of the acoustic emission signal was specified. Each of these components has a certain frequency range corresponding to a damage mechanism. Thus the percentages of different damage mechanisms in each specimen were specified. The Scanning Electron Microscopy (SEM) was also employed to verify the results which were obtained from acoustic emission and wavelet transform method. The results showed acoustic emission is efficient tool for identification and separation of different damage mechanisms in sandwich structures.