ارزيابي ناحيه عيب ناشي از ضربه در كامپوزيت پايه پليمريِ تقويت شده با الياف كربن با دو روش راديوگرافي و آزمون فراصوتي روبش C

Impact Area Assessment in the Carbon Fiber Reinforced Polymer Composite using Radiography and Ultrasonic C-scan testing methods

امروزه استفاده از مواد كامپوزيتي پايه پليمري در صنايع مختلف به دليل خواص مكانيكي خوب، سبكي و عايق بودن نسبت به حرارت و صوت و مقاومت به خوردگي با استقبال روزافزوني مواجه شده است. طي دو دهه اخير، كامپوزيت‌هاي پايه پليمريِ تقويت شده با الياف كربن داراي ساختار لايه‌اي كاربرد فراواني در صنايع هوا فضا و اتومبيل يافته‌اند. اين مواد ممكن است در زمان توليد يا سرويس، تحت ضربه قرار گرفته و ناحيه عيب كوچكي در آن‌ها به وجود آيد. اين عيب كوچك مي‌تواند باعث كاهش خواص مكانيكي سازه شده و منجر به شكست آن گردد. از اين رو لزوم بهره‌گيري از روشي جهت تشخيص عيوب در اين مواد احساس مي‌شود. در اين مقاله، نمونه‌ كامپوزيتي پايه پليمري از الياف كربن در رزين پلي استر ساخته شد و تحت آزمون ضربه قرار گرفت. به منظور در نظر گرفتن تكرارپذيري در فرايند عيب يابي، نمونه تحت 4 آزمون متفاوت ضربه قرار گرفت و نواحي عيب با استفاده از روش‌هاي آزمون راديوگرافي با مايع نافذ و آزمون فراصوتي بازتابي به روش غوطه‌وري روبش C، مورد ارزيابي قرار گرفت. تصوير حاصل از روش راديوگرافي با استفاده از دستگاه اسكنر ديجيتال، اسكن شد و همچنين تصوير حاصل از آزمون فراصوتي روبش C، با در نظر گرفتن مقدار رزولوشن در آزمون، كاليبره گرديد. مساحت نواحي عيب با استفاده از نرم افزار ايميج جي بدست آمد. بررسي نتايج حاصل حاكي از توانايي دو روش مذكور در تشخيص و اندازه گيري نواحي عيب در نمونه كامپوزيتي مي‌باشد و روش روبش C ناحيه عيب را با دقت بيش‌تري مي‌يابد.

Nowadays, the use of polymer composite materials in various industries has been increased due to their good mechanical properties, lightness, sound and thermal insulation and corrosion resistance. Over the past two decades, carbon fiber reinforced polymer (CFRP) materials have been widely used in aerospace and automotive industries. These materials may be subjected to impact during manufacturing or service period and alamsl impact region may be produced in them. This small defect can reduce the mechanical properties of the structure and lead to its failure. Therefore, it is necessary to use a method for defect detection in these materials. In this study, a polymer composite sample made of carbon fiber in polyester resin was made and subjected to impact test. To consider the repeatability of the defect detection process, the sample was subjected to four various impact tests and the defect areas were evaluated using penetrant-enhanced X-ray radiography and ultrasound immersion pulse-echo C-scan. The image obtained from the penetrant-enhanced X-ray method was scanned using a digital scanner, and the image of the ultrasound C-scan test was calibrated, taking into account the step of scanning.The areas of the defect region were obtained using Imagej software. The results show that these methods are able to detect and measure the impact area in the composite sample and Ultrasonic C-scan method detect impact area more accurately.