Structural health monitoring of composite materials with FBG sensors: Damage detection and remaining useful life prediction
FBG sensörler ile kompozit malzemelerin yapısal sağlık gözetimi: Hasar tespiti ve kalan kullanılabilir ömür tahmin etme
- Tez No: 348690
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET YILDIZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 99
Özet
İleri kompozit yapılar yüksek ağırlık-güç oranları, sertlik değerleri, aşınma dirençleri ve yorulma performansları nedeniyle yük taşıyan yapılarda çoğunlukla kullanılmaktadırlar. Kompozit yapılarda üretim sürecini gözlemlemek ve kullanım sırasında hasar tespiti yapmak zordur. Bu çalışmada, fiber optik tabanlı sensörlerin kompozit malzemelerin yapısal sağlığını ve durumunu üretim sürecinden malzemenin son kullanımına kadar sürekli olarak gözlemleme kabiliyeti uygulanabilirlik ve kullanışlılık açısından değerlendirilmiştir. 2 ve 3 boyutlu kompozit yapılar tasarlanmış ve reçine geçiş kalıplaması (RTM) yöntemi ile üretilmişlerdir. Fiber optik sensörleri yapı içine gömmek için yeni geliştirilen giriş/çıkış yöntemi kullanılmıştır. Fiber Bragg ızgara (FBG) sensörlerinin akış ve kürleşmeyi gözlemleme kabiliyetleri gösterilmiştir. Gömülü FBG sensörlerin gerinim ve sıcaklık hassasiyetleri hesaplanmıştır. Gömülü FBG sensör bulunduran bir kompozit plaka ile konsol kiriş deneyleri yapılmıştır. FBG sensörün kompozit üzerindeki hasarı tespit etme kapasitesini göstermek için kompozit plaka üzerinde farklı boyutlarda yapay hasarlar oluşturulmuştur. FBG sensörün dalga boyu değişimi grafiği deliğin boyutuna göre çizdirilmiş ve hasarlı yapı ile yapılan dalga boyu ölçümleri yapının sağlığı hakkında yorum yapabilmek için hasarsız yapı ile yapılan ölçümlerle karşılaştırılmıştır. Kalan kullanılabilir ömür (RUL) tahmin etme tekniği, içerisinde FBG sensör barındıran kompozit malzemeler için geliştirilmiş ve bu tekniğin uygulaması üretilen kompozit malzemelerin yorulma deneyleri yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
Advanced composites are widely employed in load bearing structures due to their high strength-to-weight ratios, stiffness, corrosion resistance and fatigue performance. Monitoring the manufacturing process and detecting the damage during service are rather troublesome. In this study, practicality and feasibility of fiber optic based sensors are evaluated for monitoring the state or the structural health of the composite materials from manufacturing phase to service phase continuously. 2D and 3D composite structures were designed and manufactured by resin transfer molding (RTM) method. A novel ingress/egress technique is utilized to embed the fiber optic sensors. The capabilities of flow and cure monitoring of fiber Bragg grating (FBG) sensors are presented. The strain and the temperature sensitivity of the embedded FBG sensors was calculated. Following the calculation of the sensitivities, a manufactured composite with embedded FBG sensor is subjected to cantilever beam experiments. To be able to show that the FBG sensor is capable of detecting damage formation in composites, the composite plate was drilled to create arti cial defects of dierent size. The wavelength shift of the FBG was monitored as a function of the size of the hole and wavelength measurements are compared with those of sound structure to conclude on the health of the structure. Technique for prediction of remaining useful life (RUL) of composite materials with embedded FBG sensors is demonstrated and fatigue testing ofcomposite materials are performed to verify this technique.
Benzer Tezler
- Structural health monitoring of frp composites using fbg sensors
Frp kompozitlerin yapısal sağlık takibinin fbg sensörler kullanılarak gerçekleştirilmesi
ERDEM AKAY
Doktora
İngilizce
2018
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
PROF. DR. MEHMET YILDIZ
- Failure investigation of composite materials using multi-instrument experimental techniques and numerical method
Çok aletli deney teknikleri ve nümerik yöntemi kullanılarak kompozit malzemelerin kırılmalarının araştırılması
RAJA MUHAMMAD AWAIS KHAN
Doktora
İngilizce
2021
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. MEHMET YILDIZ
- Understanding failure mechanisms in hybrid fiber reinforced laminates through the combined usage of DIC, AE, thermography and optic based systems
Başlık çevirisi yok
ISA EMAMI TABRIZI
Doktora
İngilizce
2020
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. MEHMET YILDIZ
DR. ÖĞR. ÜYESİ ADNAN KEFAL
- Uzun ömürlü ve yüksek verimli rüzgâr türbin kanatları için yapısal sağlık görüntüleme entegrasyonuna uygun kendi kendini onarabilen, akıllı, sürekli elyaf takviyeli kompozit ve sandviç yapılar geliştirilmesi
Development of self-healing, smart, continuous fiber reinforced composite and sandwich structures suitable for structural health monitoring integration for long-lasting and high-efficiency wind turbine blades
GÖNENÇ DURAN
Doktora
Türkçe
2024
EnerjiBursa Uludağ ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT YAZICI
- The investigation of interfaces of multilayer multiaxis fiber reinforced composites by fiber Bragg grating sensors
Çok ensenli fiber oryantasyonuna sahip çok katmanli kompozit malzemelerinin arayüzlerindeki mekanik davranişlarin fiber Bragg sensörlerle i̇zlenmesi
ATAMAN DENİZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Havacılık MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET YILDIZ