Naslov
Dinamička analiza cikličke in-situ kidalice za ispitivanje materijala unutar CT skenera
(Dynamic analysis of fatigue in-situ loading device for material testing inside a CT scanner)

Autori
Stanić, Luka

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, diplomski rad, diplomski

Fakultet
Fakultet strojarstva i brodogradnje

Mjesto
Zagreb

Datum
14.05

Godina
2021

Stranica
51

Mentor
Tomičevič, Zvonimir ; Čakmak, Damjan

Ključne riječi
vlaknima ojačani kompoziti ; oštećenja kompozitnih materijala ; računalna tomografija ; in-situ ciklička kidalica ; metoda konačnih elemenata ; modalna analiza ; Rayleigh-evo prigušenje ; dinamička analiza
(fiber reinforced composites ; damage of composite materials ; computed tomography ; in-situ fatigue machine ; finite element method ; modal analysis ; Rayleigh damping ; dynamic analysis)

Sažetak
Kompoziti ojačani vlaknima, zbog mogućnosti modifikacije mehaničkih svojstava, preuzimaju ulogu konvencionalnih materijala te svoju primjenu pronalaze ponajprije u zrakoplovstvu i automobilskoj industriji. Mehanička svojstva kompozita ovise ponajviše o heterogenoj strukturi, raspodjeli i udjelu konstituenata, između kojih se mogu pojaviti različiti mehanizmi oštećenja. Za određivanje mehaničkih svojstava navedenih materijala potrebno je koristiti napredne metode ispitivanja koje pružaju uvid u fenomene koji se javljaju unutar ispitnog uzorka tijekom opterećivanja. Računalna tomografija (eng. Computed Tomography-CT) omogućuje trodimenzijski prikaz vanjskog i unutarnjeg stanja skeniranog objekta bez da ga ošteti. Mehanička ispitivanja mogu se provoditi ex-situ ili in-situ unutar CT skenera. Prilikom ex-situ ispitivanja opterećivanje uzorka provodi se izvan CT skenera te se potom uzorak skenira u rasterećenom stanju. Međutim, kod in-situ ispitivanja, uzorak se istovremeno opterećuje i skenira. Iako in-situ ispitivanja daju potpuni uvid u promjene unutar uzorka u odnosu na ex-situ ispitivanja, njihovo provođenje je kompleksnije i zahtjeva uporabu specifičnih ispitnih uređaja koji stanu unutar CT skenera. Iz tog je razloga razvijena in-situ ciklička kidalica za potrebe projekta FULLINSPECT, koji se bavi promatranjem inicijacije i propagacije pukotina te identifikacijom mehanizama loma unutar kompozita ojačanim vlaknima uslijed cikličkih opterećenja. Prilikom rada takve kidalice javljaju se vibracije koje mogu oštetiti rotacijski stol CT skener ili utjecati na kvalitetu zabilježenih 3D slika. Stoga je u ovom radu izrađen pojednostavljeni model kidalice te je proučavan najkonzervativniji slučaj opterećivanja pri maksimalnoj amplitudi pomaka ispitnog uzorka od 1 mm. Primjenom metode konačnih elemenata određene su glavne forme vibriranja kidalice i izračunate su sile koje djeluju na rotacijski stol tomografa u frekvencijskom rasponu od 0 do 100 Hz.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Strojarstvo

POVEZANOST RADA