Πειραματική μελέτη της προοδευτικής εξέλιξης της βλάβης κόπωσης σε θερμοπλαστικά υλικά με μηχανικές δοκιμές και ακουστικούς υπερήχους
| datacite.contributor.RelatedPerson | Τσερπές Κωνσταντίνος, Καθηγητής | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Λαμπέας Γεώργιος, Καθηγητής | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Πολατίδης Ευθύμιος, Επίκουρος Καθηγητής | |
| datacite.contributor.Supervisor | Τσερπές Κωνσταντίνος, Καθηγητής | |
| dc.contributor.author | Μένεγος, Κωνσταντίνος Αθανάσιος | |
| dc.contributor.other | Menegos, Konstantinos Athanasios | |
| dc.date.accessioned | 2023-10-06T06:47:34Z | |
| dc.date.available | 2023-10-06T06:47:34Z | |
| dc.date.issued | 2023-10-05 | |
| dc.degree | graduateThesis | |
| dc.description.abstract | Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται μια πειραματική μελέτη που επικεντρώνεται στην ποσοτικοποίηση της προοδευτικής ανάπτυξης και συσσώρευσης βλάβης που προκαλείται από κόπωση σε θερμοπλαστικό πολυμερές ενισχυμένο με ίνες άνθρακα (CFRP) υλικό. Έλεγχοι υπερήχων χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση της έκτασης της βλάβης κόπωσης και στη συνέχεια προσδιορίζεται η εναπομείνουσα αντοχή του υλικού. Τέλος, υπολογίζεται το ποσοστό της επιφάνειας του δοκιμίου που υφίσταται βλάβη σε διάφορα στάδια της κόπωσης. Η μελέτη ξεκινά με την προετοιμασία των δοκιμίων από θερμοπλαστικό CFRP, ακολουθούμενη από την υποβολή τους σε διακοπτόμενη κυκλική φόρτιση ανά 10 000 κύκλους μέχρι την τελική αστοχία. Σε κάθε διακοπή της διαδικασίας εφαρμόζεται μη καταστροφικός έλεγχος με εμβάπτιση του δοκιμίου με στόχο την ανίχνευση εσωτερικών ατελειών και την εξέλιξη της βλάβης στο εσωτερικό του υλικού Επιπλέον, εξετάζεται η εναπομείνουσα αντοχή σε επιμέρους στάδια της κόπωσης, καθώς και ο τρόπος αστοχίας και η επιφάνεια θραύσης Αυτό επιτυγχάνεται μέσω δοκιμών εφελκυσμού για τον προσδιορισμό της ικανότητας μεταφοράς φορτίου και των μηχανικών ιδιοτήτων τους. Η ανάλυση αυτή παρέχει πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο η κόπωση επηρεάζει τη μηχανική συμπεριφορά του θερμοπλαστικού CFRP. Τα πειραματικά αποτελέσματα αποκαλύπτουν τον προοδευτικό μηχανισμό συσσώρευσης βλαβών στο θερμοπλαστικό CFRP υπό κυκλική φόρτιση. Η εξέλιξη των εσωτερικών ατελειών και η συσχέτισή τους με τους κύκλους κόπωσης παρέχει πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με την ανθεκτικότητα του υλικού. Επιπλέον, η αξιολόγηση της υπολειμματικής αντοχής συσχετίζει την σταδιακή μείωση αυτής με την προοδευτική ανάπτυξη βλάβης και ρίχνει φως στην ικανότητα του υλικού να αντέχει φορτία μετά την έκθεση σε κόπωση. Τέλος, η μελέτη υπολογίζει το ποσοστό της περιοχής του δοκιμίου που υφίσταται βλάβη σε διάφορα στάδια κόπωσης, παρέχοντας μια ποσοτική ερμηνεία της εξέλιξης της βλάβης. Τα ευρήματα αυτά συμβάλλουν στη βαθύτερη κατανόηση της συμπεριφοράς κόπωσης των θερμοπλαστικών CFRP και την συσχέτιση ύπαρξης και εξέλιξης βλάβης με τη δομική ακεραιότητα τέτοιων συνθέτων υλικών υπό συνθήκες κυκλικής φόρτισης. | |
| dc.description.translatedabstract | This paper presents an experimental investigation focused on quantifying damage accumulation caused by fatigue in Thermoplastic Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP). The study employs ultrasonic sound testing to assess the extent of damage development during the fatigue process and subsequently determines the residual strength of the specimens. Additionally, the percentage of the specimen area that undergoes damage at various stages of fatigue is calculated. The study begins with the preparation of Thermoplastic CFRP specimens, followed by subjecting them to cyclic loading in a controlled fatigue testing setup. Ultrasonic sound testing is conducted periodically during the fatigue process to detect internal defects and damage evolution within the material. The detected damage is then correlated with the corresponding number of fatigue cycles to establish a damage accumulation trend. Furthermore, after reaching a predetermined number of fatigue cycles, the specimens are subjected to a residual strength assessment. Tensile or flexural tests are performed on the fatigued specimens to determine their load-carrying capacity and mechanical properties. This analysis provides insights into how fatigue affects the mechanical behavior of the Thermoplastic CFRP. The experimental results reveal the progressive damage accumulation mechanism in Thermoplastic CFRP under cyclic loading. The evolution of internal defects and their correlation with fatigue cycles provides valuable information about the material's durability. Additionally, the residual strength assessment sheds light on the material's ability to withstand loads after fatigue exposure. Finally, the study calculates the percentage of the specimen area that experiences damage at different fatigue stages, providing a spatial understanding of the damage evolution pattern. These findings contribute to a deeper comprehension of the fatigue behavior of Thermoplastic CFRP and offer critical insights into the structural integrity of such composite materials under cyclic loading conditions. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/25771 | |
| dc.language.iso | el | |
| dc.subject | Θερμοπλαστικά σύνθετα υλικά | |
| dc.subject | Κόπωση | |
| dc.subject | Δοκιμή με υπερήχους | |
| dc.subject | Συσσώρευση βλάβης | |
| dc.subject | Εναπομείνουσα αντοχή | |
| dc.subject.alternative | Thermoplastic composites | |
| dc.subject.alternative | Fatigue | |
| dc.subject.alternative | Ultrasound testing | |
| dc.subject.alternative | Damage accumulation | |
| dc.subject.alternative | Residual strength | |
| dc.title | Πειραματική μελέτη της προοδευτικής εξέλιξης της βλάβης κόπωσης σε θερμοπλαστικά υλικά με μηχανικές δοκιμές και ακουστικούς υπερήχους | |
| dc.title.alternative | Experimental study of progressive fatigue damage in thermoplastics by mechanical tests and ultrasound |