Simulación computacional de detección de microdefectos en polímeros reforzados con fibra de carbono
Autores: Santos, Mário; Santos, Jaime; Petrella, Lorena
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Simulación computacional de detección de microdefectos en polímeros reforzados con fibra de carbono
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Evaluación
Microdefectos
Laminado compuesto reforzado con fibra de carbono
Ultrasonido
Composición estructural
Señales de alta resolución
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
La evaluación de microdefectos en laminados compuestos reforzados con fibra de carbono (CFRP) a través de ultrasonido requiere el conocimiento de algunos factores importantes además de su composición estructural. Dado que los laminados son heterogéneos, los requisitos de alta frecuencia para adquirir señales de alta resolución tienen limitaciones debido a la gran dispersión que impide obtener buenas relaciones señal-ruido. Además, las características de resolución espacial y lateral de la sonda ultrasónica son parámetros importantes para determinar el nivel de detectabilidad de microdefectos. El modelado aparece como un buen enfoque para evaluar los factores mencionados y la probabilidad de detección de defectos en el rango de micrones porque permite reducir el tiempo y el costo asociados con desarrollos basados en pruebas experimentales. En cuanto al tema de este trabajo, la simulación es la mejor manera de evaluar el nivel de detectabilidad de los defectos propuestos ya que no se dispone de muestras experimentales. En este trabajo, la simulación se implementó utilizando la caja de herramientas k-Wave de Matlab. Se construyó una matriz 2D para simular un CFRP con una resolución de 1 m. Se crearon cuatro tipos diferentes de defectos en el rango de micrones en la matriz. Los resultados simulados y experimentales presentaron buena concordancia. Se concluyó que la sonda de mayor frecuencia que se podría utilizar para detectar los defectos simulados sin ambigüedad era de 25 MHz.
Descripción
La evaluación de microdefectos en laminados compuestos reforzados con fibra de carbono (CFRP) a través de ultrasonido requiere el conocimiento de algunos factores importantes además de su composición estructural. Dado que los laminados son heterogéneos, los requisitos de alta frecuencia para adquirir señales de alta resolución tienen limitaciones debido a la gran dispersión que impide obtener buenas relaciones señal-ruido. Además, las características de resolución espacial y lateral de la sonda ultrasónica son parámetros importantes para determinar el nivel de detectabilidad de microdefectos. El modelado aparece como un buen enfoque para evaluar los factores mencionados y la probabilidad de detección de defectos en el rango de micrones porque permite reducir el tiempo y el costo asociados con desarrollos basados en pruebas experimentales. En cuanto al tema de este trabajo, la simulación es la mejor manera de evaluar el nivel de detectabilidad de los defectos propuestos ya que no se dispone de muestras experimentales. En este trabajo, la simulación se implementó utilizando la caja de herramientas k-Wave de Matlab. Se construyó una matriz 2D para simular un CFRP con una resolución de 1 m. Se crearon cuatro tipos diferentes de defectos en el rango de micrones en la matriz. Los resultados simulados y experimentales presentaron buena concordancia. Se concluyó que la sonda de mayor frecuencia que se podría utilizar para detectar los defectos simulados sin ambigüedad era de 25 MHz.