Russian researchers combine ultrasonic, vibration and heat for composite flaw detection. / Ricercatori russi combinano ultrasuoni, vibrazioni e calore per la rilevazione di difetti in composito.

Russian researchers combine ultrasonic, vibration and heat for composite flaw detection.  The procedure of the ENEA patent RM2012A000637 is very useful in this application. / Ricercatori russi combinano ultrasuoni, vibrazioni e calore per la rilevazione di difetti in composito. Il procedimento del brevetto ENEA RM2012A000637 è molto utile in questa applicazione.

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

In the lab of the Institute of Strength Physics and Materials Science SB RAS. / Nel laboratorio dell'Istituto di Forza Fisica e Scienza dei Materiali SB RAS. Credit: Vladimir Beloborodov

Researchers at Russia’s Tomsk Polytechnic University (TPU) are developing an advanced composite flaw detection system that combines ultrasonic, vibration and heat testing methods.

Thanks to their high strength to weight ratio, composite materials are increasingly widely used in a range of sectors (particularly automotive and aerospace). But with even tiny defects leading to potentially disastrous consequences, there is a pressing need for increasingly accurate monitoring and testing methods. “Every year, new composite materials appear and they challenge existing methods of non-destructive testing. Joints between the materials are of particular complexity and importance”, explained project manager Daria Derusova.

Whilst ultrasonic and X-ray testing are currently widely used at the production stage, X-Ray techniques are not always ideal for larger components, whilst ultrasonic facilities consume kilowatts of electricity to stimulate materials with a mono-frequency acoustic signal.

The TPU method uses uses piezoelectric transducers to carry out resonant ultrasonic stimulation as well as scanning laser Doppler vibrometer and an infrared camera. “The idea of the system is that a tested object….is exposed to acoustic stimulation in a wide range of frequencies,” said Derusova. “Elastic waves create vibrations of both material itself and its in homogeneities. The resonant frequency of vibrations of defects’ walls differs from that of the object that can be detected with a scanning vibrometer. In addition, due to intense resonant vibrations defect areas are locally heated. We register these changes with an infrared camera. The data of quality testing allow us to identify a defect itself, its location, form, and size,” he added.

Derusova said that the approach will consume less electricity than high-power ultrasonic installations and will offer an alternative to the existing methods of non-destructive testing. The group now plans to build a laboratory facility to test large and complex objects by form.

ITALIANO

I ricercatori della Tomsk Polytechnic University (TPU) della Russia stanno sviluppando un avanzato sistema di rilevamento di difetti in composito che combina metodi di test ad ultrasuoni, vibrazioni e calore.

Grazie al loro elevato rapporto resistenza / peso, i materiali compositi sono sempre più utilizzati in una vasta gamma di settori (in particolare nel settore automobilistico e aerospaziale). Ma anche con minuscoli difetti che portano a conseguenze potenzialmente disastrose, vi è una pressante necessità di metodi di monitoraggio e test sempre più accurati. "Ogni anno appaiono nuovi materiali compositi che mettono alla prova i metodi esistenti di test non distruttivi. Le articolazioni tra i materiali sono di particolare complessità e importanza ", ha spiegato la responsabile del progetto Daria Derusova.

Mentre i test a ultrasuoni e ai raggi X sono attualmente ampiamente utilizzati in fase di produzione, le tecniche a raggi X non sono sempre ideali per i componenti più grandi, mentre gli impianti ad ultrasuoni consumano kilowatt di elettricità per stimolare i materiali con un segnale acustico mono-frequenza.

Il metodo TPU utilizza i trasduttori piezoelettrici per eseguire la stimolazione ultrasonica risonante e il vibrometro laser Doppler a scansione e una telecamera a infrarossi. "L'idea del sistema è che un oggetto testato ... è esposto alla stimolazione acustica in un'ampia gamma di frequenze", ha affermato Derusova. "Le onde elastiche creano vibrazioni sia del materiale stesso che delle sue omogeneità. La frequenza di risonanza delle vibrazioni delle pareti dei difetti si differenzia da quella dell'oggetto che può essere rilevata con un vibrometro a scansione. Inoltre, a causa delle intense vibrazioni risonanti, le aree dei difetti sono localmente riscaldate. Registriamo questi cambiamenti con una telecamera a infrarossi. I dati dei test di qualità ci permettono di identificare un difetto stesso, la sua posizione, forma e dimensione ", ha aggiunto.

Derusova ha affermato che l'approccio consumerà meno elettricità rispetto alle installazioni ad ultrasuoni ad alta potenza e offrirà un'alternativa ai metodi esistenti di test non distruttivi. Il gruppo ora progetta di costruire una struttura di laboratorio per testare oggetti grandi e complessi per forma.

Da:

https://www.theengineer.co.uk/russian-researchers-for-composite-flaw-detection/?cmpid=tenews_6781122&utm_medium=email&utm_source=newsletter&utm_campaign=tenews&adg=B69ABBDE-DA23-4BA2-B8C3-86E1E1A9FA79