témavezető: Szebényi Gábor
helyszín (magyar oldal): BME Polimertechnika Tanszék, 1111 Budapest, Műegyetem rkp. 3. MT. épület 14. helyszín rövidítés: PT
A kutatási téma leírása:
a.) Előzmények: Napjainkban a szálerősítésű polimer kompozitok felhasználása egyre nagyobb területet nyer számos biztonságilag kritikus területen, mint például a repülőgép- és gépjárműiparban. Számos kutatócsoport foglalkozik a szerkezetek roncsolásmentes vizsgálatával és állapotbecslésével, azonban még nem született igazán átütő eredményt adó módszer a szerkezeti károsodások hatékony, roncsolásmentes kimutatására.
b.) A kutatás célja: A PhD kutatás során teljes mezős digitális képkorreláción (DIC) alapuló vizsgálattal, végeselemes szimulációs és mérési eredmények alapján kívánunk kapcsolatot teremteni a rétegrend ismeretében a felületi deformációs mező és a szerkezet belsejében jelen lévő károsodások között, azok felületi, kis terheléssel végzett méréssel történő kimutathatósága érdekében.
c.) Elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye:
• Irodalmi áttekintés. Szakirodalmi áttekintés készítése kompozitok roncsolásmentes anyagvizsgálata, végeselemes modellezése, különösen a károsodott szerkezetek végeselemes modellezése területén. (időigény: kb. 6 hónap)
• Kompozit és hibrid kompozit minták gyártása és vizsgálata különböző rétegrendekkel a DIC rendszer működési határainak felmérésére és továbbfejlesztésére. (időigény: kb. 10 hónap)
• Anyagparaméterek meghatározása a végeselemes modell felépítéséhez. (időigény: kb. 3 hónap)
• Károsodások kezelésére is alkalmas végeselemes modell felépítése. Gyártási hibákat és utólagos károsodásokat tartalmazó minták gyártása és vizsgálata. A mérési eredmények beépítése a végeselemes modellbe. A modell validációja. (időigény: kb. 20 hónap)
• A mérési és szimulációs eredmények alapján vizsgálati protokoll kidolgozása a roncsolásmentes felületi deformációs mérés hibakeresésre való felhasználásához. Vizsgálatok elvégzése valós kompozit termékeken. (időigény: kb. 9 hónap)
d.) A szükséges berendezések: A szükséges technológiai, anyagvizsgáló és mérőberendezések a Polimertechnika Tanszék akkreditált laboratóriumában rendelkezésre állnak.
e.) Várható tudományos eredmények: Új mérési eljárás és modell kompozit szerkezetek méretezéséhez, minőségbiztosításához és időszakos ellenőrzéséhez.
f.) Irodalom:
• Romhány G., Szebényi G.: Interlaminar fatigue crack growth behavior of MWCNT/carbon fiber reinforced hybrid composites monitored via newly developed acoustic emission method. Express Polymer Letters, 6, 572-580 (2012).
• Szebényi G., Czigány T., Vermes B., Ye X.J., Rong M.Z., Zhang M.Q.: Acoustic emission study of the TDCB test of microcapsules filled self-healing polymer. Polymer testing, 54, 134-138 (2016)