Fjórða Vísindakaffið er í kvöld!

25.9.2008

Heiti verkefnis: Frumgreining bilana og galla - Össur hf. framleiðsla og vöruþróun
Verkefnisstjóri: Magnús Þór Jónsson, Össuri hf.
Þátttakendur: Össur hf., Raunvísindastofnun HÍ, Rúnar Unnþórsson ofl.
Styrkfjárhæð alls: 6.000 þús. kr.
Verktími: 2 ár
Tilvísunarnúmer Rannsóknasjóðs: 040036

Í verkefninu var þróuð mæli- og greiningaraðferð þar sem hátíðni-hljóðþrýstibylgjur sem myndast við álagsbreytingar, eru notaðar til að meta ástand og finna skemmdir í koltrefjafótum sem Össur hf. framleiðir.

Þegar örsmáar breytingar verða í efni, losnar orka sem myndar hátíðni-hljóðþrýstibylgjur AE (Acoustic Emission). Með því að mæla og greina breytingar á þessum þrýstibylgjum hefur verið fundin leið til að finna skemmdir í flóknum koltrefjafótum sem eru undir þríása álagi.  Líkja má aðferðinni við það að greina skemmdir með því að hlusta á brak á hárri tíðni sem þær gefa frá sér. Til að mæla AE, sem myndast við sprungumyndun eða sprunguvöxt í efninu undir breytilegu álagi, var þróaður mælibúnaður sem samanstóð af nemum, síum, mögnurum, háhraða A/D breytum og tölvubúnaði. Síðan voru framkvæmdar mælingar á um hundrað koltrefjafótum.  Hluti þeirra var tekinn beint úr framleiðslu, annar hluti var með tilbúnum göllum og síðan  þriðji hlutinn valinn úr safni sem var flokkaður með yfirborðsgöllum eftir framleiðsuna.

Mælingar voru annars vegar gerðar við upphafsálag og síðan í þreytuprófi.  Til að greina skemmdir var þróðuð aðferð sem felst í því að meta breytingar á orkuinnihaldi mælda merkisins yfir álagslotuna eftir tíðniböndum.  Aðferðin hefur verið kölluð álagssamhæft tíðniróf.  Framlag verkefnisins er margþætt. Í fyrsta lagi hefur verkefnið stuðlað að þekkingarsköpun og færni á sviði  greiningar skemmda í koltrefjafótum með hljóðþrýstibylgjum.  Jafnframt voru hönnuð greinimörk fyrir skemmda fætur út frá hljóðþrýstibylgjum, sem gáfu sömu niðurstöðu og greinimörk byggð á færslumælingum (stífni).  Við úrvinnslu á mæliniðurstöðum fundu umsækjendur að þreytu samsettra koltrefjahluta má skipta upp í 3 stig og koma má í veg fyrir alvarlegar skemmdir með því að greina upphaf  lokastigsins.

Afrakstur rannsóknanna er einnig ný aðferðarfræði sem hönnuð var til þess að fylgjast með hlutum sem verða fyrir lotubundnu álagi.  Niðurstöður sem fást með þessari aðferðarfræði veita töluvert meiri upplýsingar um ástand efnisins en þær sem fást með hefðbundnum úrvinnsluaðferðum sem notaðar eru við túlkun hljóð(þrýstibylgju)merkis (AE). 

Að endingu má nefna að verkefnið hefur stuðlað að endurhönnun bæði á framleiðsluaðferðum og á koltrefjafótum hjá Össuri.

Birtingar:

Ráðstefnugreinar

• 1. Bjarni Gíslason, Magnus Thor Jonsson, and Runar Unnthorsson, Fault detection of CRFP during initial loading. ICCM15 - 15th International Conference on Composite Materials, Durban, South Africa. 27 June - 1 July 2005.
• 2. Runar Unnthorsson, Thomas Philip Runarsson, and Magnus Thor Jonsson, Predicting fatigue strength of CFRP during fatigue testing - signal and hardware selection. In The joint 8th International Conference on Deformation and Fracture of Composites (DFC-8) and Experimental Techniques and Design in Composite Materials (ETDCM-7). University of Sheffield, April 2005
• 3. R. Unnthorsson, N. H. Pontoppidan, and M. T. Jonsson. Extracting information from conventional AE features for fatigue onset damage detection in carbon fiber composites. In 59th meeting of the Society for Machinery Failure Prevention Technology, 1877 Rosser Lane, Winchester, VA 22601, US, apr 2005. Society for Machinery Failure Prevention Technology.
• 4. Runar Unnthorsson, Thomas Philip Runarsson, and Magnus Thor Jonsson. NDT methods for evaluating carbon fiber composites. In CompTest, the 2nd International Conference on Composites Testing and Model Identification. Bristol University, 2004.

Veggspjöld

• 5. Runar Unnthorsson, Thomas Philip Runarsson, and Magnus Thor Jonsson, Predicting fatigue strength of CFRP during fatigue testing - classification of signal. In The joint 8th International Conference on Deformation and Fracture of Composites (DFC-8) and Experimental Techniques and Design in Composite Materials (ETDCM-7). University of Sheffield, April 2005

Ritgerðir

• 6. Bjarni Gislason, MSc Thesis, Fault detection of CFRP using first time loading. Faculty of Engineering, University of Iceland, 2005.

1. Runar Unnþórsson, Phd Thesis, Acoustic Emission Monitoring of CFRP Laminated Composites Subjected to Multiaxial Cyclic Loading

http://www.hi.is/~runson/phdthesis_runar.pdf