Aplikace senzorů pro kontrolu či monitorování kompozitních laminátů je velmi zajímavá, ovšem ne dostatečně probádaná část této průmyslové oblasti. Zvláště, jedná-li se o přímou integraci senzorů do materiálové struktury kompozitů. Předchozí studie zkoumaly změny klíčových vlastností kompozitních výrobků pomocí optických FBG senzorů. V jiných studiích bylo pozorováno vytvrzování kompozitní struktury během vakuové infuze pomocí Fresnel senzorů a mikrotermočlánků. Tato práce shrnuje studium, týkající se vytvrzování kompozitních laminátů, popisuje metody výroby kompozitů se zaměřením na technologii vakuové infuze. Další část této práce zpracovává analýzu k posouzení toho, v jaké míře ovlivňuje zabudovaný prvek (senzor) mechanické vlastnosti vlastní struktury kompozitu. Následně je zpracován experiment s dvěma typy fóliových tenzometrů. Jeden integrovaný do struktury a druhý aplikovaný na povrchu kompozitního zkušebního tělíska. Byly provedeny zkoušky tahem a vyhodnoceny výsledky.
Annotation in English
Application of sensors for monitoring of composite laminates is a greatly interesting but insufficiently researched part of this industry. Especially when it comes to integrating a special sensors directly into the material structure of the composite. In previous studies have been examined changes in key charakteristics of composites under their loading through FBG sensors. In another studies have been observed curing state of composite structure through Fresnel reflection sensor and micro-thermocouples during vacuum infusion process. This thesis summarizes the study of curing of compozite laminates and describes production methods of them whith a focus on Vacuum-Assisted Resin Infusion (VARI). The next part of this thesis processes analysis to assess how much the embedded element (sensor) affect the mechanical properties of the main structure of composite. An experiment with two types of strain gauges was prepared. One of them was integrated into the structure and the other was applied to the surface of the test speciment. Mechanical tensile tests were performed and the results were evaluated.
composites curing, sensor, integration, strain gauge, vacuum infusion process
Length of the covering note
105 s.
Language
CZ
Annotation
Aplikace senzorů pro kontrolu či monitorování kompozitních laminátů je velmi zajímavá, ovšem ne dostatečně probádaná část této průmyslové oblasti. Zvláště, jedná-li se o přímou integraci senzorů do materiálové struktury kompozitů. Předchozí studie zkoumaly změny klíčových vlastností kompozitních výrobků pomocí optických FBG senzorů. V jiných studiích bylo pozorováno vytvrzování kompozitní struktury během vakuové infuze pomocí Fresnel senzorů a mikrotermočlánků. Tato práce shrnuje studium, týkající se vytvrzování kompozitních laminátů, popisuje metody výroby kompozitů se zaměřením na technologii vakuové infuze. Další část této práce zpracovává analýzu k posouzení toho, v jaké míře ovlivňuje zabudovaný prvek (senzor) mechanické vlastnosti vlastní struktury kompozitu. Následně je zpracován experiment s dvěma typy fóliových tenzometrů. Jeden integrovaný do struktury a druhý aplikovaný na povrchu kompozitního zkušebního tělíska. Byly provedeny zkoušky tahem a vyhodnoceny výsledky.
Annotation in English
Application of sensors for monitoring of composite laminates is a greatly interesting but insufficiently researched part of this industry. Especially when it comes to integrating a special sensors directly into the material structure of the composite. In previous studies have been examined changes in key charakteristics of composites under their loading through FBG sensors. In another studies have been observed curing state of composite structure through Fresnel reflection sensor and micro-thermocouples during vacuum infusion process. This thesis summarizes the study of curing of compozite laminates and describes production methods of them whith a focus on Vacuum-Assisted Resin Infusion (VARI). The next part of this thesis processes analysis to assess how much the embedded element (sensor) affect the mechanical properties of the main structure of composite. An experiment with two types of strain gauges was prepared. One of them was integrated into the structure and the other was applied to the surface of the test speciment. Mechanical tensile tests were performed and the results were evaluated.
composites curing, sensor, integration, strain gauge, vacuum infusion process
Research Plan
\begin {arab}
Literární rešerše na problematiku výroby kompozitu.
Možnosti integrace senzorů do kompozitní struktury, význam, výhody a limity.
Návrh experimentu pro výrobu kompozitních materiálů s integrovaným senzorem.
Návrh možností zabudování senzorů do kompozitní struktury a vyhodnocení vlivu integrace na mechanické vlastnosti.
Závěr a význam pro aplikační sféru.
\end {arab}
Research Plan
\begin {arab}
Literární rešerše na problematiku výroby kompozitu.
Možnosti integrace senzorů do kompozitní struktury, význam, výhody a limity.
Návrh experimentu pro výrobu kompozitních materiálů s integrovaným senzorem.
Návrh možností zabudování senzorů do kompozitní struktury a vyhodnocení vlivu integrace na mechanické vlastnosti.
Závěr a význam pro aplikační sféru.
\end {arab}
Recommended resources
BARBERO, E. J.: Introduction to composite materials design, Third edition, 2018, CRC Press, Taylor & Francis Group, ISBN-13: 978-1138196803.
ŠUBA, O.: Mechanika polymerů a kompozitů, Zlín, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, 2011, ISBN 978-80-7454-015-8.
ŠUBA, O.: Dimenzování a navrhování výrobků z polymerů. Vyd. 3. Zlín, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, 2010, 112 s., ISBN 978-80-7318-948-8.
EHRENSTEIN G. W.: Polymerní kompozitní materiály, Praha, SCIENTIA v Prahe, 351s, 2009, ISBN 978-80-86960-29-6.
LIPTÁKOVÁ, T.: Polymérne konštrukčné materiály. University of Žilina, Žilina, 189 s, 2012, ISBN 978-80-554-0505-6.
STRONG, A., B.: Fundamentals of Composites Manufacturing: Materials, Methods, and Application, Society of Manufacturing Engineers, 1989.
SRINIVASAN, K.: Composite Materials: Production, Properties, Testing and Applications, Alpha Science International Limited, 2009, ISBN 1842654918, 9781842654910.
Recommended resources
BARBERO, E. J.: Introduction to composite materials design, Third edition, 2018, CRC Press, Taylor & Francis Group, ISBN-13: 978-1138196803.
ŠUBA, O.: Mechanika polymerů a kompozitů, Zlín, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, 2011, ISBN 978-80-7454-015-8.
ŠUBA, O.: Dimenzování a navrhování výrobků z polymerů. Vyd. 3. Zlín, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, 2010, 112 s., ISBN 978-80-7318-948-8.
EHRENSTEIN G. W.: Polymerní kompozitní materiály, Praha, SCIENTIA v Prahe, 351s, 2009, ISBN 978-80-86960-29-6.
LIPTÁKOVÁ, T.: Polymérne konštrukčné materiály. University of Žilina, Žilina, 189 s, 2012, ISBN 978-80-554-0505-6.
STRONG, A., B.: Fundamentals of Composites Manufacturing: Materials, Methods, and Application, Society of Manufacturing Engineers, 1989.
SRINIVASAN, K.: Composite Materials: Production, Properties, Testing and Applications, Alpha Science International Limited, 2009, ISBN 1842654918, 9781842654910.
