Aktualności
Badania
27 Stycznia
Źródło: www.pol.lublin.pl
Opublikowano: 2021-01-27

Polskie badania na synchrotronie Diamond Light Source

Naukowcy z Politechniki Lubelskiej i Politechniki Łódzkiej, zajmujący się wpływem naprężeń na konstrukcje kompozytowe wykorzystywane w elementach nośnych samolotów, przemyśle motoryzacyjnym czy turbinach wiatrowych, wykorzystają do swoich badań synchrotron Diamond Light Source znajdujący się w Harwell Science and Innovation Campus w Oxfordshire w Wielkiej Brytanii.

Diamond Light Source to brytyjski ośrodek naukowy oferujący bardzo dokładne pomiary wszelkich struktur przy użyciu synchrotronowej wiązki światła – od analizy chemicznej paliw kopalnych, przez mikrostruktury metali, na badaniach wirusów kończąc. Raz do roku DLS przyznaje środki na realizację najciekawszych projektów badawczych wyłonionych w drodze recenzji. W ramach ostatniego konkursu dofinansowanie przyznano międzynarodowemu zespołowi z udziałem badaczy Politechniki Lubelskiej, Politechniki Łódzkiej oraz University of Bath. Ich projekt pt. „Radiography and residual stress characterisation in thin-walled carbon fibre channel” ma na celu zbadanie wpływu naprężeń na konstrukcje kompozytowe o cienkich ściankach, np. słupy czy profile otwarte. Tego typu struktury kompozytowe są powszechnie wykorzystywane w elementach nośnych samolotów, helikopterów, ale również w przemyśle motoryzacyjnym i turbinach wiatrowych.

Planujemy eksperymentalny pomiar naprężeń resztkowych w cienkościennych strukturach kompozytowych wykonanych z włókna węglowego oraz wpływ tych naprężeń na stateczność i nośność konstrukcji – mówi prof. Tomasz Kubiak z Katedry Wytrzymałości Materiałów i Konstrukcji Politechniki Łódzkiej.

Naukowcy przeprowadzili już serię testów, w których wykazali, że naprężenia resztkowe powstające w procesie produkcji kompozytu mogą znacząco poprawiać jego sztywność i pracę pod obciążeniem.

Struktura kompozytu oraz warunki wytwarzania, w tym głównie obróbki termicznej, mają zasadniczy wpływ na zachowanie się kompozytu w czasie obciążeń. Testy wykazały, że w kwadratowych przekrojach poprzecznych słupy kompozytowe ulegają zniszczeniu przy obciążeniu wyboczeniowym o 40% większym niż przewidywane i wykazują znacznie większą sztywność po wyboczeniu niż oczekiwano. Przyczyną tego zachowania są naprężenia szczątkowe generowane w strukturze kompozytu podczas procesu utwardzania w autoklawie – wyjaśnia dr inż. Patryk Jakubczak z Katedry Inżynierii Materiałowej Politechniki Lubelskiej.

Teraz niezbędne są szczegółowe badania polegające na obserwacji struktury kompozytu w krytycznych obszarach słupów w czasie postępującego obciążenia. Wykonane zostaną za pomocą wiązki światła na synchrotronie Diamond Light Source. To urządzenie, które przyspiesza elektrony niemal do prędkości światła, a dzięki zjawisku dyfrakcji umożliwia analizę badanych struktur z bardzo dużą rozdzielczością (10 tysięcy razy większą niż przy użyciu klasycznego mikroskopu).

Polską część zespołu tworzą: prof. Jarosław Bieniaś i dr inż. Patryk Jakubczak z Katedry Inżynierii Materiałowej Politechniki Lubelskiej oraz prof. Tomasz Kubiak i jego doktorant mgr inż. Paweł Czapski z Katedry Wytrzymałości Materiałów i Konstrukcji Politechniki Łódzkiej.

MK, źródło: PL, PŁ

Dyskusja (0 komentarzy)