10.1 Introducere

10.1.1. Compozite : Avantajele si provocarile calitatii

Avantajul evident al materialelor compozite este rezistenta si modulul de elasticitate puternice. In plus, anizotropia existenta in material permite rezistentei suplimentare sa fie utilizata intr-o productie data, fara adaosul unei greutati in plus , rezultata din masa sulimentara necesara , cum este de obicei in cazul materialelor izotrope . Aceste materiale au pe proiectare o gama larga de caracteristici chimice, fizice si mecanice. Acestea contin deseori particule de materiale organice si anorganice , si combinatiile acestora care nu doar sporesc puterea caracteristiclor , dar le si livreaza in locatii si directii specifice de proiectare.

Compozitele sunt materiale dezirabile ingineresti fiindca pot fi fabricat sa satisfaca cerintele mecanice specifice ale unei aplicatii.Aceasta aplicatie specifica este derivata din puternica dependenta ale proprietatilor compozite cu privire la ingrdiente si porcese prin care s-au format. Acest grad ridicat de dependenta constituie un avantaj responsabil pentru accidentele care apar in proprietatile materialului atunci cand parametrii de intrare si de proces nu sunt controlati optim . Sub nivelul optim de control, in aceste domenii se pot prezenta o serie de probleme in controlul calitatii.Acest lucru este adevarat cand in timpul fabricarii apar anomalii, cum ar fi neconcordante sau anizotropii nedorite.

In plus , compozitele si compontentele din plastic sunt de multe ori asamblate cu materiale termoplastice de sudura sau cu banda adeziva. Aceste procese au adesea nevoie de netode de inspectie pentru controlul calitatii sau de asigurare in timpul procesului de dezvoltare, optimizare precum si dovada de capacitate.

Importanta acestor materiale consta in faptul ca si prezentul si viitorul cer ca unicele metode de calitate sa fie elaborate pentru proiectarea lor, fabricare, testare si evaluare. Anizotropia si neomogenitatea lor inerenta creaza probleme pentru multe proiectari conventionale , productii si proceduri de testare; totusi prin utilizarea de tehnici noi si in curs de dezvoltare, aceste dificultati pot fi depasite.

10.1.2. Calitatea si costul

Calitate si costul sunt doua aspecte mereu prezente in proiectrea si fabricarea produselor din materiale compozite care indeplinesc cerintele clientilor implicand asteptarile valorii, performantei, durabilitatii, fiabilitatii, potrivirii si stilului.Preocuparea pentru calitate, conformitatea cu cerintele, sunt necesare nu numai pentru performanta sigura si eficienta a produsului, ci si pentru suprvietuirea economica si prosperitatea producatorului. Aceasta preocupare si cele mai bune modalitati de a dobandi si pastra , este argumentul acestui capitol.

Acest capitol se ocupa cu problemele care afecteaza calitatea maselor plastice si compozitelor polimerice, in contextul unui sistem de calitate complex (CQS).Acest sistem complex se adreseaza controlului calitatii asa cum este definit in Standardele Industriale Japoneze ,’’un sistem de metode de productie care produce din punct de vedre economic bunuri de calitate sau srvicii care indeplinesc cerintele consumatorilor. Controlul calitatii modern utilizeaza metode statistice si este adesea numit controlul calitatii statistice”. Include de asemena definitia unui binecunoscut doctor in calitate, Dr. K. Ishikawa care spune: “In practicarea

1

controlului trebuie sa dezvolti proiectarea , preoducerea si servirea unui produs de calitate , care este cel mai economic, cel mai util si mereu satisfacator pentru consumator”(1).

Cele trei mari componente ale CQS sunt conceptele strategice , imbunatatirea calitatii managementului si tehnologia de control. Primele doua sunt discutate doar pe scurt, deoarece ele au fost discutate in alta parte (1-4) de cativa doctori in calitate. Cu toate acestea , cele doua componete ale CQS , abordari ale calitatii sunt mentionate pentru a sublinia importanta lor ca premise pentru al treilea, tehnologia de control.

Cu toate acestea , inspectia este o mica parte a unui sitem de calitate eficient. Sistemul de calitate , asa cum este folosit , include elemente in ciclul de dezvoltare a produsului , care au un impact pozitiv masurabil asupra procesului sau a calitatii produsului.Unele dintre acestea sunt elemente fine, cum ar fi concepte , filozofii, prctici ingineresti simultane , imbunatatirea functiei de calitate (QFD), metode de proiectare , revizuiri ale practicilor de functionare si achizitia de date si reducerea software-ului pentru controlul procesului statistic. Examinarea proiectului include , de asemenea incercarile de a asigura o relatie adecvata intre cerintele clientului ,proiectare, material, functia si fabricarea elementelor de proces. Implementarea functiei de calitate , un sistem castigat prima data de Mizuno si de japonezi in 1972, prevede o metodologie complexa pentru concentrarea resurselor pe satisfacera cerintelor clientilor in faza de dezvoltare a evolutiei unui proces . Altele pot fi considerate a fi elemente dure, cum ar fi materiale de proiectare, testare, dezvoltare si hardware-ul sistemelor de fabricatie , incluzand calculatoarele pentru automatizare si achizitie de date SPc si de reducere.

Calitatea poate fi scumpa atunci cand impactul elementelor fine este neglijat sau ignorat. Atunci cand este cazul, incercarile intarziate la calitate se concentreaza adesea pe testarea produsului mai degraba, decat asigurarea ca o relatie buna si corecta care exista intre proiectare , material , functionare, procesele de productie si asamblare. Adecvat acestei relatii este esentiala furnizarea de produse de calitate la costuri rezonabile. Acest lucru este valabil mai ales in vloum mare cu un cost mediu de productie.

Ciclul rapid( de dorit) si/sau prelucrari multiple (nedorite si de capital intensiv), care asigura productia sincron si de unde rezulta stocurile just-in –time (JTI), indeplinesc cerintele de productie de mare volum. Cerinta de mare volum pentru sistemul de calitate trebuie sa fie indeplinitata si acesta este motivul pentru care planificarea strategica este esential in acest domeniu.

Acest capitol discuta despre un sistem de calitate bazat pe planificarea strategica , si cum se concentreaza pe o tehnologie de control ca sa-l susntina.Ofera cateva exemple de thnologii de inspectie care au fost dezvoltate si utilizate in aplicatii pentru a spirjini compozitele polimerice de calitate intr-o industrie de mare volum. Utilizand un sitem de calitate care aduce concepte , filozofie, management, tehnologie si s a suporte toate elemtele din ciclul de viata al produslui, va furniza composite de calitate, la costuri care indeplinesc cerintele clientului.

10.2 Concepte strategice

Indeplinirea obiectivelor calitatii este foarte costisitoare ,  recurge la ocrotirea calitatii pentru a elimina produsele defecte sau neconforme, rezultate în urma unui proces defectuos  sau a unui nepotriviri  între proiectare, material, aplicatii şi procese de fabricaţie . Din

2

păcate, primele concepte ale controlului calităţii sunt  axate pe  sortarea produselor neconforme pentru a le împiedica sa ajunga la consumator. Acestea au dus la un impact negativ asupra costului. Figura 10.1 ilustreaza primele concepte in care metodele de incercare nedistructive (NDT) sau de control nedistructiv (NDE) au fost folosite ca o fereastra a controlului calitatii pentru filtrarea produselor defecte sau neconforme. Acest sistem liniar protejeaza clientul de produse defecte, dar de multe ori nu reuşeşte să ofere feedback pentru a corecta procesul. Feedback-ul este esenţial într-o productie de mare volum, în care costurile cu deşeuri şi refacere pot distruge micile marje de profit oferite de fiecare parte.Feedback-ul începe cu punerea în aplicare a  CQS şi utilizarea  producţiei de metodologia de inspecţie, în SPC.  Informaţiile obţinute pot fi aplicate imediat pentru a controla procesul, indiferent dacă acesta este un proiect, material, selectie, testare,inginerie, dezvoltare, sau proces de fabricaţie.

PROCES ----------PRODUCTIE QS

> CLIENT

Figura 10.1 Schema de control a calitatii lineare

Problemele care afectează calitatea materialelor plastice şi a componentelor compozite polimerice apare în toată gama de dezvoltare a produsului . Daca costul-conştient al calitatii este de a fi realizat, aceste aspecte trebuie abordate în proiectare, selecţiea materialelor, procese de producţie şi asamblare, precum şi costul-eficient, abordari fiabile în procesul şi postprocesul de inspecţie. Cerinţele de cost-sensitice ale materialelor  trebuie să fie îndeplinite de materiale de inalta performanta, la pret raportat  şi cost-eficient al metodelor de producţie, care sunt rapide şi nu necesita muncă intensa.  Aceste două cerinţe pune presiuni asupra sistemului de calitate fără compromis, care să se concentreze pe prevenirea defectului şi la metodologiile de control pentru asigurarea şi controlul calităţii. Aceste cerinţe pot fi îndeplinite numai de către sistemele care se extind de la proiectare prin producţie, şi prin metode care sunt rapide si au cost scazut. Este valabil pentru materialeleplastice şi componentele compozite, unde optimizand competitia  dintre materiale, procese, proiectare si scopul performantei este  atât de important. Costurile de inspecţie trebuie să fie reduse la minimum; control nedistructiv (NDI) trebuie să fie rapid şi nu trebuie depusa o muncă intensia, şi trebuie să contribuie la îmbunătăţireaprocesului de reducere a deşeurilor, de reprelucrare, şi costurile de garanţie. Astfel NDI, precum şi cea mai scumpa subcategorie CQS, trebuie să sprijine obiectivele de calitate şi de cost, precum şi oferind un avantaj de cost asupra proceselor folosite anterior.

3

10.3 Imbunatatirea calitatii managementului

Ca strategie pentru sistemul de calitate este conceputa şi aplicata  o atenţie adecvată care trebuie să se acorde în conducerea sa. Sistemul trebuie să fie gestionat astfel încât capacitatea procesului şi controlului sa fie stabilite timpuriu de măsurători privind parametrii care sunt combinati  calitatii. De exemplu, se spune despre caracteristicile materialelor  ale componentelor fabricate din foi de tabla laminate (SMC) ca  depinde de aproape 150 de material şi de variabilele procesului (5). Dintre aceste caracteristici ale impactului asupra calitatii intr-o operatiune ar trebui să fie identificate şi controlate. Procesul de dezvoltare trebuie să includă, de asemenea, un studiu despre capacitatea procesului. Aceasta înseamnă că studiul sistematic al unui process se realizeaza cu ajutorul unor tabele de control statistic, pentru a descoperi dacă se comportă natural sau nefiresc; de asemenea, este necesara o  anchetă asupra  tuturor comportamentelor nefiresti, care ar trebui să fie eliminate din motive economice sau de calitate. Comportamentul natural al procesului dup ce au fost eliminate perturbarile nefiresti se numeşte "capacitatea procesului" (6).

Acest studiu poate fi susţinut efectiv mecanic ,chimic, fizic,, şi de procedurile  incercarilor nedistructive. Încercările nedistructive au potenţial de a oferi proces rapid si ieftin / produs de monitorizare a calităţii pentru a sprijini studiul capacitatii etalonat cu rezultatele încercărilor distructive.

10.4 Metode de control

Deoarece calitatea componentelor compozite este destul de sensibilă in procesul de fabricaţie, un proces marginal va produce un număr important de piese foarte slabe . Acest lucru va avea un impact negativ asupra costurilor şi a calităţii. Datorită industriei transportului  se implementeaza  compozitele la aplicaţii unde avantaje de cost sau de performanţă pot fi realizate , metodele costului-eficient de a produce şi de a asigura calitatea acestor materiale sunt importante . Calitatea, conformitatea cu cerintele, sunt aplicate adecvat proiectarii vizand aspectul, functia si capacitatea masurarii procesului rapid si cu cost scazut cu ajutorul controlului nedistructiv .

Abilitatea de a folosi NDI ca parte a unui sistem de calitate este importantă, mai ales atunci când noile materiale şi / sau procese sunt introduse. Principalele utilizări ale  NDI  în asemenea cazuri sunt pentru a ajuta la stabilirea controlului procesului şi pentru a se asigura dacă capacitatea procesului dorit este stabilita şi menţinuta. Sistemul NDI ramane in vigoare cu optimizarea procesului pana da randament cu indicele capacitatii procesului care depaseste cerintele operatiei “defect-gratis’’. În plus faţă de bine-cunoscuta tehnologie NDI, anumite metode de incercare si control sunt adesea folosite pentru a sprijini calitatea produsului si procesului.

4

Figura 10.2

Acestea includ analize chimice, teste fizice, diferite metode de incercari a materialelor si de incercari mecanice. Uneori, aceste metode sunt folosite pentru a sprijini SPC şi, uneori, acestea sunt utilizate pentru a investiga procesul sau eşecul  produsului. Unele dintre aceste metode au fost selectate pentru discuţie în secţiunile care urmează.

Inginerii responsabili cu dezvoltarea au nevoie de procese de productie compatobile cu metodele de incercari si control care detecteaza anomalii rapid si cu un cost –efectiv pentru a asigura ca bucla din figura 10.2 reprezinta o perioada mica de timp. Astfel, procesul de dezvoltare poate trece la optimizare, iar anomaliile pot fi eliminate înainte ca productia sa fie lansata. Curba calitatii in procesul de control (fig.10.2) ilustrează conceptul sub care CQS include metodologia NDI si trebuie să fie puse în aplicare pentru a răspunde preocupărilor legate de calitatea, cât şi de cost. 

10.4.1. Metode de determinare a orientarii si concentratiei fibrei

Aceste metode NDI oferă rezistenţă in asigurarea calităţii a fibrelor armate cu plastic (FRP), care compun piese din tablă laminate şi alte compozite similare produse în masă. Metodele pot tine locul matritei, inainte ca prelucrarile ulterioare sau asamblarile sa fie facute. In imediata apropiere a controlului productiei, atat in timp cat si in distanta, se asigura un proces de control cat mai eficient prin realizarea si mentinerea unui process de optimizare, prin feedback-ul despre informatiile de calitate despre personalul operatiei de turnare.Experinta plantelor si a pamantului a demostrat ca unele parti ale SMC tind sa crape din cauza anomaliilor materialelor legate de proces apar (a) de-a lungul directiei predominante de rasina si/sau orientarea fibrei intarite, liniei de flux (b), in regiunile in care fibrele sunt aproape absente, regiuni bogate in rasina , (c) in regiuni unde sunt insuficiente fibrele de tricotat si rasina care apar la SMC formand taxa debitului confluentei sau liniei de trecere . Valorile rezistentelor la tractiune si incovoiere în aceste regiuni se apropie de cea a răşinei, atunci când aproape toate fibrele, fie sunt aliniate perpendicular pe axa de sarcina, fie sunt absente din regiune, dar nu se trece  peste ea.

5

Pentru a asigura rezistenţa materialului FRP, o metodă  de control eficienta  trebuie să detecteze şi să evalueze caracteristicile care afectează în mod semnificativ rezistenţa . Acestea includ orientarea fibrei,  concentraţia fibrei şi grosimea materialului. Controlul  pentru orientarea fibrelor determină dacă fibrele sunt aleatoare sau aliniate,  cum se specifica si în ce măsură şi directie paralela liniei fibrei optice si liniei impletite exista. Controlul concentratiei fibrei si a umiditatii determina unde si in ce masura exista regiuni bogate in rasina si regiuni slabe umede. Controlul grosimii determina  dacă cerinţele specificate grosimii au fost îndeplinite, şi, în plus, detectează exfolierea  în material.

Toate trei separat, producţia compatibila tehnicilor NDT pot fi folosite în general in SMC , rezistenţa asigurării calităţii: (a) o metodă de 25 kHz acustica pentru a determina orientarea fibrei, detectarea astfel de linii de flux, (b) o metodă de 5 MHz cu ultrasunete pentru determinarea concentraţia de fibre, detectarea regiunii bogate in fibre şi (c) o  încercare  mecanica pentru verificarea regiunile suspecte şi / sau critice  cauzate de linii de flux, linii unite, sau de regiuni bogate in fibre.

Controlul Rx sa dovedit a fi o metoda NDI foarte eficienta de detectare a celor trei defecte mentionate mai sus SMC, in plus fata de altele.  Acesta a fost utilizată la locul de producţie şi de laborator pentru a sprijini procesul de dezvoltare (a se vedea secţiunea 10.4.4).

10.4.1.1 Determinarea orientarii fibrei

Metodele descrise mai jos au fost dezvoltate pentru a satisface cerinţele de control prinutilizarea de instrumente disponibile în comerţ şi in producţie .Avantajele şi limitările  fiecărei metode sunt discutate.

Deficienţa orientarii fibrelor  poate apărea, de obicei, în regiunile în care trebuie să curgă pe distanţe relativ lungi, sau unde poate  întâlni în timpul procesului de formare doua incarcari. Ambele fenomene, sunt în general responsabile pentru regiunile slabe din materialul SMC. Alinierea fibrelor paralel caracterizează linii de flux. Regiunile în care fibrele sunt ondulate de coliziunea a  două incarcari  fluide şi nu furnizează consolidarea întreţesutului caracterizeaza linii unite.

Instrument : metoda de determinare NDI care indica resistenta pentru determinarea orientarii fibrei a fost dezvoltata folosind 25 KHz, testerul de legatura este disponibil pe piata. Testerul de legatura este prezentat in figura 10.3 cu informatiile generale ale probei portabile a transductorului .

Figura 10.3

6

O vedere secţionata a probei transductorului dublu pe o parte este prezentată în figura 10.4.

Testerul de legatura functioneaza captivand o serie 25 KHz de unde in material cu transmiterea transductorului la o distanta de 1.8 cm fata de expeditor.

Într-o aplicaţie a testarului de  legatura ,  amplitudinea şi faza undelor sunt primite electronic , comparativ cu nivelurile de referinţă stabilite în prealabil pentru a determina integritatea legaturii  adezive a controlului . Detalii privind această metodă de control, precum şi o evaluare a eficienţei sale în mai multe aplicaţii de control, sunt prezentate în referinţele 7 şi 8.

Metoda NDI de orientare a fibrei foloseste acest tester de legatura pentru a măsura viteza undei de 25 kHz, o unda acustica  propagata  în material. Traductoarele, aflate cu 1,8 cm în afară, interoghează regiuni circulare de aproximativ 2 cm în diametru atunci când proba este tinuta intr-o  parte şi rotita prin aproximativ 180 ᶱ.

Schimbarile vitezei undei au aparut in timpul rotatiei piesei si cunt indicate prin schimbarea fazei la semnalul primit.

Figura 10.4

Figura 10. 5

Oscilografele arata schimbarearea fazei in figura 10.5. Figura 10.5a indică o viteza relativ mare a undei de-a lungul direcţiei  predominantă de orientare  a fibre. Figure10.5b indică o viteză a  undei semnificativ mai mica obţinuta în momentul în care axa

7

probei (o linie care uneşte cele două traductoare) este rotita la 90 ᶱ şi viteză este măsurată de-a lungul fibrelor.

Diferenţa de viteză se produce deoarece consolidarea fibrelor au un modul ridicat, prin urmare, energia acustică se transmite mult mai rapid decât răşina. Totusi intr-un compozit armat cu fibre, nici unul dintre elementele componente nu constituie calea de energie, ci mai degrabă, ambele contribuie la aceasta, aşa cum fac la modulul  materialelor.

 Măsurătorile vitezei undelor au fost efectuate pe fibre de sticlă tăiate armate cu o foaie laminata de polysturen compus, multe  automobile sunt  armate cu fibre din material plastic. Deşi diferenţele vitezei au fost măsurători din interes, cu toate acestea, o estimare fiabilă a vitezei este necesară pentru a determina schimbarea mărimii relative a vitezei.Valoarea obţinută a fost de aproximativ 800m / s.

Diferenţa vitezei este obţinută prin măsurarea defazajului în timpul rotaţiei probei . Amplasarea undei  pe suprafaţa piesei este stabilită de şabloane cu diferite pozitii pentru a fi inspectate. Proba, odată stabilit, este rotită cu 180 ᶱ în aproximativ 4 secunde.Defazajul observat în timpul rotaţie este înregistrat de  citirea  pe indicatorul vitezei (VIR), de la testerul de legatura.

O mică schimbarea sau nesemnificativă Δ în VIR este interpretată ca o orientare aleatorie a fibrei  sau o zona  bogată gata sa demisioneze. O schimbare semnificativă în VIR în timpul rotaţie este interpretată ca un indicator predominant al orientarii fibrei, Θ .  Această valoare Θ se referă la unghiul de orientării în fibre care a fost observat  la maximul VIR.

Rezumand magnitudinea schimbării în VIR, ΔVIR este folosit ca un indicator al gradului în care fibrele sunt orientate preferential. Direcţia schimbării este luată ca fiind pozitiv în cazul în care fibrele sunt aliniate paralel cu de-a lungul axei in sunt aplicate incercarile mecanice (0 ᶱ) şi negativ în cazul în care fibrele sunt aliniate perpendicular pe axa (90 ᶱ).

Figura 10.6

Valorile rezistenţei la tracţiune  ΔVIR  sunt reprezentate  în figura 10.6. Coeficienţii de corelaţie pentru aceste date, în general, variază intre 0.74 - 0.97, cu mult peste nivelul necesar in utilizarea practica. Reţineţi că valorile  rezistentei la tracţiune de la ΔVIR = 0, sunt interceptade de 2 abateri standard ale valorii nominale  de 76 MPa (11,000 psi) pentru acest material. O sinteza a curbei se integreaza în statisticile prezentate în tabelul 10.1.

8

Datele din tabelul 10.1  indică faptul că diferenţele dintre mijloace sunt foarte importante , mai ales atunci când este măsurată în funcţie de abaterea standard a mijloacelor(deviaţie standard / √ N) . Acest nivel ridicat al semnificaţie arată cât de mult caracteristicile mecanice al materialului SMC pot varia în funcţie de locaţie şi de orientare într-o parte data a  SMC . Aceste variaţii sunt mult mai mari decât variaţii de la o parte la o alta  parte într-o regiunebine-controlată, cum ar fi  măsurarile din proba 1.Aceste date arată importanţa de a specifica, precum si de testare pentru cerinţelemecanice minime în anumite regiuni critice, în care, din cauza fluxului şi presiunii apar complicaţii în timpul turnării, aceste cerinţe minime sunt greu de intretinut. O discuţie mai completă a acestor date şi rezultate se găseşte în referinţă 8.

 Din aceste date ale  rezistenţei mecanice au raportat o dispersie similara de către alti investigatori  (9,10). Aceste date reprezintă variaţii reale ce sunt necesare in productiile obisnuite SMC . Deşi probele prelevate din placile plate modelate, în general produce  datele rezistenţei mecanice cu dispersii înguste , date din anumite regiuni al pieselor reale au cu o dispersie din rezistenţei mecanice , care tind să sublinieze necesitatea de a oferi un control mai eficient procesului. Aplicarea  unei proceduri NDI eficiente procesului,  imediat dupa ce o parte este modelata  (sau lipite ,  în cazul inspecţie unei  obligaţiuni adezive ) , poate contribui în mod semnificativ la realizarea acestui obiectiv . Feedback-ul direct al unei  informaţii de calitate oferă operatorilor de proces  o corespondenţă între abaterile disponibile uşor involuntare de la parametrii optimi ai procesului şi de la  caracteristicile critice de produse. Chiar şi atunci când parametrii critici ai  procesului nu sunt cunoscuţi, aceste informaţiivor ajuta să identifice şi sa  le controleze.

Într-o cerere QC reală, aceste valori nu ar trebui să fie citite, dar un nivel de alarmă poatefi setat pentru a fi activat atunci când intră în afara ΔVIR o serie critică predeterminatăacceptabilă.

Un program pentru calculator a fost dezvoltat (în BASIC), pentru a calcula rezistenţa la tracţiune maximă aşteaptă într-o regiune din ΔVIR şi unghiul Θ datele de la ambele suprafeţe interioare şi exterioare . O listă a programului este dată în anexă. Rezistenţă maximă la tracţiune aşteaptă de calculator este din ecuaţia enumerate în liniile 620-680 ale programului . Definirea termenilor din ecuaţiile sunt înregistrate în liniile150-370. Notă , prevederile din program pentru trasarea rezistenţei maxime  la tracţiune aşteaptă faţă de rezistenta la tractiune din standarde, atunci când sunt facute  incercarile la tracţiune.

Rezistenţele la tracţiune calculate de program sunt considerate a fi valoarea maximă aşteaptă pentru indicarea orientarii fibrei detectate , deoarece programul nu ia înconsiderare efectul nociv al rasini bogate,  regiunilor şi liniilor tricot pe puterea SMC. Aceste defecte , în mod normal nu pot fi  detectate prin această metodă, cauzand doar abateri descendente în putere de la valorile maxime, calculate, după cum se arată în figura 10.7, dar ele pot fi detectate prin  cele doua metode NDI descrise in viitor.

Rezistenţa la încovoiere, un coeficient de corelaţie slabă de 0,43 a fost calculat pentru o regresie liniară ale rezistenţei la încovoiere pe ΔVIR date  de 14 teste exemplare. 

Media acestor date a fost de 18,030 psi (124,3 MPa), cu un coeficient de variaţie de 50% . Datele din eşantionul stabilit au grupat   mijloacele de aproximativ 25,200 psi (173.7 MPa) şi coeficientul de variaţie de aproximativ 10% .

Dispersia largă şi corelarea insuficientă a acestor rezultate nu au fost neaşteptate . Discrepanţele sunt de acord cu rezultatele testelor de rezistenţă piele flexibila- ale obligaţiunilor  adezive întreprinse în rezultatele anterioare (11). Acestea de asemeneasunt in

9

corespondenta cu indicatorul mai sczut al NDI . Prin urmare, această metodă nu este un indicator de încovoiere fiabil.

Figura 10.7

Limitarea: Există situaţii în care regiunile  bogate cu  răşină apar într-o parte turnată . Aceste regiuni sunt de obicei mai slabe decât regiunile în care apar  liniile de curgere sau linii tricot, deoarece, în unele cazuri, practic in prezent fibra de sticlă nu este intarita. . Aceste regiuni bogate în răşină usor de vazut cu RX, din cauza densitatii lor mai mici, de multe ori nu poate fi detectat prin metoda de dezvoltata pentru a detecta orientarea fibrei. Acest lucru se datorează faptului că fibrele insuficiente sunt prezente în regiuni. Acest lucru este valabil mai ales în cazul în care regiunea este mai mare de 2 cm lăţime, într-un asemenea caz, proba de inspecţie pot rămâne complet în interiorul regiunii în timpul rotaţiei sale şi nu va fi detectata nici o schimbare semnificativa in VIR.  .Aceste regiuni bogate in rasina poate fi detectat prin alte metode acustice. Una este de măsurare a vitezei undelor  longitudinal, care au eficacitatea necesara .

10.4.1.2 Inspectia cu ultrasunete a impulsului si ecoului pentru concentratia si grosimea fibrei

Inspecţia cu ultrasunete puls-ecou  a FRP serveşte componentelor în două scopuri:pentru a asigura integritatea materialului şi pentru a determina grosimea primul scop se realizează în cazul în care pulsul cu ultrasunete trece prin materialul cu viteza şi deatenuare preconizata pentru acest material. In continuare asigurarea integritatii compozitiei cu ultrasunete , este discutata mai taziu. Al doilea scop, măsurarea grosimii cu ultrasunete, se realizează prin măsurarea timpul t necesar pentru ca impuls să călătorească cu o distanţă dată, prin intreaga grosime a materialului. Dacă  viteza de impuls  v este cunoscuta pentru material , grosime d poate fi calculata de la momentul de transit t , prin 2D = VT. Cunoscand acestea, procedura NDI poate fi studiata in continuare in referinta 12.

Metoda metoda impuls-ecoului utilizeaza un traductor 5MHz de 1.27cm (0,5 inch) în diametru pentru a transmite un impuls cu ultrasunete de unde longitudinal , prin grosimii doar pe  o parte, traductorul atunci "asculta" ecoul  pentru a  reveni pe partea opusă.

10

Figura10.8 este o schiţă a acest regim

Prima amplitudine maxima  de la marginea stângă a oscilograf se produce atunci cand impuls părăseşte  transductorul. Al doilea vârf din stânga este produs atunci când primul ecou revenit excita traductoruldupă  timpul t, reprezentat de distanţa dintre cele două vârfuri. Acesta este timpul necesar pentru impuls de a face o călătorie dus-întors prin material.

O variantă disponibila în comerţ a acestei proceduri cu ultrasunete pentru determinarea grosimii este suplerul , folosit într-un mod impuls-ecou. Suplerul  trebuie să fie calibrat prin stabilirea vitezei cu cea stabilită pentru materialul care urmează să fie măsurată . Acest lucru este de obicei , realizat prin calibrare cu un material similar a grosimii cunoscute. Măsurarea vitezei intr-un exemplu de funcţionare , Supler a fost calibrat cu o placă deSMC care conţine aproximativ 27% sticlă şi utilizat pentru a citi acustic grosimile  a mai multor  regiuni de răşini-bogate suspecte ale unui specimen SMC. Grosimile mecanice ale acestor regiuni au fost de asemenea masurate.

Figura 10.8

Tabelul 10.2 Compoziţii regionale ale unei parti SMC

Locatiea probei Greutatea probeiConcentratie (%)

sticla rasina adaos pulbere

G-1 4.661 17.0 33.3 49.7 66.7

G-2 4.250 19.0 32.7 48.3 67.3

H-1 3.935 27.1 30.5 42.4 69.5

H-2 3.196 22.7 30.8 46.5 69.1

I-1 4.221 17.4 33.4 49.2 66.6

I-2 4.199 19.9 32.3 47.8 67.7

J-1 3.200 12.7 35.7 51.6 64.3

J-2 3.754 19.3 35.6 45.1 64.4

K-1 3.807 21.8 32.0 46.2 68.0

11

K-2 4.506 26.4 30.5 43.1 69.5

M-1 3.797 18.7 33.8 47.5 66.2

M-2 3.555 15.8 34.4 49.7 65.6

Compozitie specificata 25(%) 50(max.)

la grosimi acustice, pur şi simplu un alt mod convenabil de a exprima  viteza IC ultrasonoara , a fost determinată de şase regiuni. Viteza a fost, de asemenea, determinată.

Analiza Glrass concentraţiile din fibre de sticlă din aceste regiuni au fost determinate pe probe mici pătrate. Două exemplare din fiecare cele şase regiuni au fost analizate chimic. Datele analitice sunt tabelate în Tabelul 10.2. Primul din fiecare pereche a fost luat ca model, determinandu-se viteza cu ultrasunete. Deşi probele au fost de aproximativ patru ori mai mari decât regiunile de jumătate de inch diametru circulare interogat de traductor, au dat totuşi de concentratie de sticla, bine corelate cu ultrasunetele vitezei obţinute de măsurare a grosimii. 

Datele reprezentate în Figura 10.9 utilizate în concentraţii de sticlă de la prima dintre perechile de date din tabelul 10.2 şi au un coeficient de corelaţie de 0,97 pentru o regresie liniară de viteză. Împrăştiate printre cele trei puncte, la stânga-jos din figura 10.9, pentru plăcile care nu conţin sticlă, este indicata de eroarea de măsurare a vitezei.

Aceste date au un coeficient de variaţie de 2%. Eroare de măsurare a fost de grosime aproximativ 1%. Erorile din alte date prezentate în Figura 10.9 apar în primul rând, datorita exemplarelor care sunt folosite pentru analize de sticlă care au fost de aproximativ patru ori mai mari decât regiunea interogata cu ultrasunete pentru grosime. Inspecţia puls-ecou cu ultrasunete a fost efectuata pe regiuni direct sub 5 MHz, jumătate de inch cu diametrul de traductor. Analizele de sticlă au fost efectuate pe secţiuni de măsurare de aproximativ un centimetru-pătrat. Aceste secţiuni, având zone mult mai mari decât zona feţei traductor, în general, extins şi în regiunile în care concentraţia de sticlă a fost mai mare decât în regiune, direct sub traductorului. Această problemă de măsurare, care a fost confirmata prin examinare radio-grafica, este evaluata pentru a fi cauza majora a imprastierii în Figura 10.9.

Datele din acest exemplu oferă o relaţie utila prin care fibra de sticla de concentrare poate fi determinata fără distrugerea informaţiilor, în cazul în care grosimea reală este de asemenea cunoscută.

12

FIGURA 10.9 Efectul de concentrare a fibrei de sticla prin viteza  ultrasunetor cu valoare longitudinala fiind propagat prin laminat.

FIGURA 10.10 CRT arata bang-ul principal şi ecourile cu ultrasunete de impulsuri de la două probe de laborator foarte diferite. Mai prezinta urme de atenuare mai mare şi din cauza vitezei de concentrare crescuta a fibrei de sticla.

10.4 METODE DE CONTROLIn termen de + 5%. Curba arată ca o modificare de 10%, în viteză, sau grosimea indicata,

indică o schimbare a concentraţiei de sticlă cu aproximativ 10%. Aceasta este o schimbare de 40% a concentraţiei de sticlă de la nivelul de sticlă de 25%. Deoarece puterea compozita este legată de concentrarea fibrei de sticla, aceasta metoda cu ultrasunete este un instrument eficient în identificarea zonelor care sunt slabe din cauza grosimii stratului de răşină-la-sticlă.Alte indicaţii alternative, grosimea poate fi determinata în cazul în care o compoziţie este menţinută constant materialui, menţinând astfel o viteza constanta cu ultrasunete. Această metodă este, de asemenea, eficace in detectarea de laminoase şi, atunci când este întruchipat într-un video detector monitor CRT defect, poate detecta udarea insuficientă a sticlei de răşină. Această condiţie este indicata de atenuarea crescuta, cum ar fi cea observată mai mică, în

13

comparaţie cu oscilograful de mai sus, din figura 10.10. Utilizarea de atenuare cu ultrasunete pentru a măsura porozitatea este discutata în secţiunea 10.4.1.6.

Depăşirea cu o limitare a Tehnica Pulse-Echo, incapacitatea de a stabili grosimea şi viteza independent este o limitare serioasă a metodei de control puls-ecou, în special în aplicaţii în cazul în care nici grosimea constantă, nici compoziţia constant nu pot fi invocate. Această limitare poate fi depăşită printr-o combinaţie de transmisie prin intermediul, puls-ecou metoda de control cu ultrasunete, care este capabila de măsurare a vitezei indpendent de variaţiile de grosime. Un astfel de sistem de control disponibil în comerţ şi metodologie poate fi aplicat la problema de control in concentratia de sticlă, bazat pe relaţia dintre concentraţia de sticlă TION şi viteza cu ultrasunete stabilita cu datele obţinute prin puls-ecou de inspecţie. Unele ajustări minore în curba pot fi necesare, cu toate acestea, pentru fiecare sistem de material sau de control.

Această metodă prin viteza de transmisie este foarte potrivita pentru utilizarea pe mici, submersibile, dar poate fi folosit si pe parti mari sau voluminoase. O descriere completă a metodei poate fi găsita în Referinţa 13. Această metodă poate fi, de asemenea, eficienta în detectarea de laminare şi udare insuficientă.

Calibrarea grosimi cu ultrasunete de FRP ar trebui să fie efectuată numai cu o conştientizare de sensibilitate a relaţiei dintre viteza cu ultrasunete şi de concentrare din fibre de sticlă, după cum arată curba în Figura 10.9. Modificări în raportul de sticla-la-rasina poate determina modificări ale vitezei, care a rezultat în grosime lecturi eronate cu excepţia cazului în Gage grosime este recalibrata pentru a se potrivi unei viteze noi.

10.4.1.3 Inspecţii radiometrice pentru concentrarea fibrei de sticla

O tehnica de radiaţii selectiv pentru măsurarea concentraţiei de sticlă în material plastic, a fost încorporate într-un uşor de utilizat sistem cantitativ numit Analyzer Compuglass. Sistemul, dezvoltat şi comercializat de dispozitive de monitorizare a radiatiilor, Inc, de apa-oras, Massachusetts, este un test rapid, nedistructiv pentru conţinutul sticlei, care permite un control on-line al procesului. Analyzer Compuglass are o tehnica de radiaţii selectiv şi funcţii independente de tip răşină, umpluturi, aditivi şi pigmenţi. Probele pot fi analizate pentru conţinutul sticlei în 2 minute, cu precizie mai bine de 1%. 

Acest tip de test nedistructiv pot fi utilizate pentru a sprijini îmbunătăţirea calităţii şi productivităţii în special în timpul procesului de dezvoltare (14).

14

10. Sisteme de calitate pentru materiale plastice din industria auto10.4.1.4 Analiza datelor de Chimie Analitică

Auto-coerenţa datelor analitice este demonstrat de  concentrarea din fibra de sticlă împotriva conţinutului de cenuşă de la cele 12 probe analizate. Există o potrivire bună liniara de date, cu un coeficient de corelaţie de 0,97 în cazul în care numai unul dintre punctele de date este exclusă. Această distribuire atentă a datelor despre curba în Figura 10.11 susţine fiabilitatea auto-consistente a datelor analitice. Numai o analiza este suspecta. 

Curba de asemenea, arată că o estimare rezonabila de încredere şi de rutină a concentraţiei de sticlă, poate fi obţinută prin incinerare doar exemplarele SMC de la 650° C, levigarea chimic din material anorganic de umplere, şi cântărire a reziduurilor uscate. Această curbă trebuie să fie stabilite sau confirmate pentru fiecare lot de SMC analizate.

FIGURA 10.11 conţinut de fibre de sticlă faţă de conţinutul de cenuşă totale pentru un set de specimene SMC. 10.4.1.5 de inspecţie pentru Inter / laminar de Integritate

Metoda acustic de control 25 kHz, precum şi puls-ecou şi metodele prin transport cu ultrasunete, s-au dovedit a fi eficiente de indicatori caracteristici materialelor, care afectează în mod negativ puterea interlaminara.

Metoda de control 25kHz a fost folosit pentru a detecta delaminations microscop subtiri, mai mult de 2 cm în diametru, în grafit, fibra de sticla armat piese din plastic structurale.Piesele au fost inspectate, orice delaminations suspecte detectate, şi 36.6

15

10.4 METODE DE CONTROL

A identificat locaţiile lor. Piese de schimb au fost inspectate din nou, după testarea oboseala, iar delaminations suspectate s-au observat au crescut în zonă. Piesele au fost secţionate şi apoi examinate de microscopie optica, confirmând prezenţa delaminations. Delaminations în aceste părţi nu a putut fi detectat sau prezenţa lor confirmată de puls-ecou sau prin transmiterea de inspecţie, cu ultrasunete, din cauza atenuare mare de material de la frecvenţe mai mare de 1,0 MHz.

Metoda de 25 kHz a fost, de asemenea, sa dovedit a fi un indicator eficient de putere interlaminar în SMC. Acesta a fost folosit într-o cerere de adeziv de inspecţie obligaţiuni, şi atunci când articulaţiile inspectate de obligaţiuni au fost testate pentru rezistenţă la rupere la forfecare, mulţi nu prin exfoliere. Corelatii intre valorile indicatorului au fost bune (11). Acest lucru a indicat eficacitatea metodei ca un indicator nedistructiv de forfecare interlaminar depunere a cererii într-o obligaţiune comună NDI.Puterea Interlaminar este cea mai mare importanţă în astfel de locaţii.Puls-ecou şi prin transmiterea de inspecţie-au fost eficiente în detectarea delaminations şi au fost folosite de unii anchetatori pentru a determina rezistenţa materialelor (10). În general, aceste metode de control ar trebui să fie evaluate pentru Ness eficiente ¬ şi eficienţă în fiecare cerere de inspecţie a propus.

Aplicaţii QC: Criterii de inspectie atât amploarea şi direcţia de orientare a fibrelor trebuie să fie luate în considerare pentru a determina acceptabilitatea de o regiune de o parte pentru a efectua în serviciu. S-ar putea fi unele regiuni, în care sarcinile locale, cu experienţă într-o singură direcţie depăşesc de departe pe cele cu experienţă într-un alt.Nu poate fi, de asemenea, regiunile în care sarcinile sunt îndreptate de-a lungul liniilor de flux (puternic), şi altele, în care sarcinile sunt îndreptate toate liniile de flux (slab).Fiecare dintre aceste trei condiţii trebuie să fie luate în considerare în stabilirea accepta / respinge criteriile privind fibrele de orientare.Prin urmare, cele critice accepta / respinge valorile AVIR trebuie să fie stabilite pentru fiecare regiune critică pe de o parte, pe baza cerinţelor de performanţă din această regiune, în ceea ce priveşte atât amploarea şi direcţia de sarcină preconizate.Odată ce regiunile critice au fost identificate, precum şi cerinţele minime de rezistenţă a stabilit, cum ar fi o curbă care reprezintă grafic în figura 10.7 pot fi folosite pentru a stabili AVIR minim necesar. Valorile VIR nu trebuie să fi citit de către operator, ci o alarmă poate fi setat pentru a activa atunci când intră în afara AVIR o gamă acceptabil predeterminat, orientare, şi poziţia unghiulară sonda.

Piese de schimb inspectat fibra de orientare NDI Metoda a fost utilizată în mai multeprototip şi aplicaţii de producţie.

Studiile de orientare de fibre, de asemenea, au fost efectuate pe o reacţie consolidatăde turnare prin injecţie (RRIM), şi pe aripa crossmembers din armat cu fibre compus din plastic laminat cu

16

fibre de sticlă continue, care sunt aproape unidirecţional (X model). În ambele cazuri, de fezabilitate a fost stabilit.

Metoda de 25 kHz cu ultrasunete a fost de asemenea folosit pentru a detecta de laminare în FRP compresor de aer conditionat paranteze, pentru a elimina piese corespund prototip de la serviciu, şi pentru a sugera nevoile procesului de îmbunătăţire.

10. Sisteme de calitate pentru materiale plastice din industria auto

Rezultatele testelor au arătat  bune corelatii pentru întindere de putere cu rezultate NDI de la această metodă de control. Procedurile doilea şi al treilea indică concentraţia de armare din fibră de sticlă într-o regiune de măsurarea vitezei cu ultrasunete val longitudinal de impulsuri propagate prin regiune, sau prin utilizarea unei cantitativă, prin metoda de transmitere a radiometrice. Analizele din aceste regiuni au arătat bună corelare a concentraţiei de sticlă, cu viteza.

Primele două dintre aceste metode sunt capabile să detecteze delaminations şi, atunci când este utilizat împreună într-o aplicaţie QC de producţie, pot furniza informaţii de calitate esenţială pentru asigurarea calităţii şi de ajutor în procesul de control.

10.4.1.6 Metode cu ultrasunete pentru detectarea Porozitatea

Atenuare cu ultrasunete poate fi folosit pentru a detecta şi, într-o anumită măsură, să se cuantifice porozitate în materiale compozite (15-18). Atenuare cu ultrasunete a unui solidcare conţine o distribuţie de goluri depinde de numărul de goluri pe unitatea de volum şicu ultrasunete secţiune transversală împrăştierea de goluri. Această imagine fizică a fost demonstrat de a oferi o descriere precisă a comportamentului atenuare a ultrasunetelor în conţinând metale nivel scăzut porozitate (19).

Armat cu fibre compos: TES sunt structural mult mai complexe decât un metal omogen şi, prin urmare, morfologia de porozitate din materiale compozite este de asemenea caracteristic diferit. Golurile din laminate compozite tind să apară la interfaţa dintre pliuri liie şi sunt, în general, aplatizate şi alungită de-a lungul direcţia axială de fibre adiacente (20). În compozite, distribuţia dimensiunilor geometrice ale porii se întinde pe o gamă mult mai largă decât porii din metale. Dependenţa de frecvenţă de atenuare cu ultrasunete, de asemenea, pare a fi diferită în cele două cazuri. Prezenţa de porozitate în compozite creşte nivelul de atenuare, care poate fi observat în Figura 10.10 sau determinată cantitativ prin stabilirea corelaţiei dintre fracţie de volum porozitatea şi dependenţa de frecvenţă de atenuare ca în referinţă 15.

17

10.4.1.7 Test de probă mecanica pentru regiunile slabe

Un test brut, ieftin, rapid, eficient şi mecanice, care pot fi considerate a fi nedistructiv în cazul în parte este bine, dar dacă distructiv parte este defect în regiune testat, este un test de mână încărcate dovada. Această procedură poate fi aplicată la orice parte a SMC în cazul în care tensiunea cantitative şi / sau de încărcare ftexural se poate face manual.

Un instrument de forţă Gage Chatillon, modelul CFG100, sau echivalent, este recomandat pentru testarea. Dispozitivul poate fi utilizat fie în tensiune sau în modul de compresie, şi are o "apasare la maxim", prevedere care permite operatorului uşor lectura de testare penrtu forţa maximă exercitată în timpul testului.

Procedura de testare a regiuni critice pentru a fi testata este identificata de inginer, precum şi condiţiile de testare sunt specificate. În mod normal, acestea includ, dar nu sunt limitate la, o specificaţie de sarcini de testare (inclusiv direcţia de încărcare), la fiecare locaţie specificată.

Un exemplu de utilizare a acestei proceduri de testare urmează. Într-o cerere anterioară a acestei tehnici de asigurare a calităţii la o parte SMC se confruntă cu o rata ridicata ale eşecurilor sporadiceare linie de asamblare în timpul fluxului, o sarcină de încovoiere 290 N (65 Ib) a fost aplicat în zona critică. Sarcina a fost aplicat de prinderea ataşamentul încercarii de tracţiune pentru un şef din apropiere şi trăgând spre exterior, perpendicular pe suprafata o parte, cu o forţă care a crescut treptat până la fractura a fost detectat audibil sau vizual, sau până când forţa ajuns la 290 N. de 2%. Rata de eşec a fost observată în timpul testării pe două loturi în valoare totală de puţin mai mult de 100 de piese. De 98% trece 290 de testare N dovada, nici unul nu a reuşit în timpul de asamblare, şi nu premature în servicii de eşecuri, au fost raportate. 290 N, valoarea critică a fost stabilit pentru testului de probă, pentru a realiza acest rezultat.

Test de probă este, prin urmare, se recomandă ca o metodă de testare de cost-eficiente şi practice, dar se produce puţine informaţii cantitative specifice pentru procesul de control, deoarece nu se indică dacă regiunea care nu a reuşit deoarece a fost o linie de debit, o linie de tricot, sau răşină  -bogat.

10.4.2 Metode pentru evaluarea obligaţiuni adezive

O metodă de control pentru utilizarea într-un volum ridicat, low cost de producţie de mediu trebuie să fie rapid, convenabil, de cost-eficiente, şi capabil să asigure în mod eficient un anumit nivel minim acceptabil de integritate obligaţiuni. Acesta trebuie să fie, de asemenea, operaţional, simplu şi practic nu necesită întreţinere. O metodă eficientă de control trebuie să prevadă pentru aderenţă în cadrul comun de obligatiuni, mai degrabă decât pentru simpla prezenţă de material adeziv. Mai mult decât atât, interesul predominant aici este într-o metodă de control pentru aderare, mai degrabă decât pentru forta de coeziune a stratului de adeziv, pentru că mai puţin de 1% din eşecuri observate în articulaţii tipice de obligaţiuni de automobile sunt de coeziune. Prin urmare, metode dovedite de măsurare obligatiuni coerent de forţă, de exemplu, prin obligaţiuni

18

cu ultrasunete de testare Fokker-sunt mult mai eficiente în aplicaţii în cazul în care eşecul de coeziune este un mod de eşec semnificativ. În plus, couplant lichid (în general, necesară pentru inspecţie cu ultrasunete) nu este de preferat, din cauza sale posibil efect advers asupra produsului ulterioară processibil-tate.

Mai multe abordări de evaluare adeziv nedistructiv legătură îndeplinească unele dintre cerinţele de aplicare de control al producţiei de calitate. Dintre cei intervievati, de 25 kHz legătură metoda de testare a fost determinat să deţină cel mai mare potenţial pentru a satisface majoritatea cerinţelor QC de producţie. O astfel de metodă nu are nevoie de couplant lichid şi foloseşte unul dintre mai multe instrumente simple, care sunt disponibile în comerţ şi portabil. Datorită simplităţii sale operaţionale şi de viteză, metoda are un mare potenţial de eficientizare a costurilor.

Sa-constatare defect eficacitatea depinde de doi parametri-cheie, care oferă baza pentru o metodă practică NDE semicantitativă, integritatea obligaţiuni şi anume locale

10. Sisteme de calitate pentru materiale plastice din industria auto

(LBI) măsurători, care se bazează pe utilizarea unui eşantion statistic de referinţă selectate pentru'' calibrarea "factor de tester de obligatiuni, şi de obligaţiuni de merit (BMP), valori care sunt estimările de integritate obligatiuni regionale calculat din datele LBI. Eficacitatea aceşti doi parametri ca indicatori ai o rezistenţă a legăturii în articulaţii ture FRP sa dovedit a fi de valoare în aplicaţii de volum QC.

10.4.2.1 Legatura Instrumentul de testare

Alegerea instrumentului de automatizare Sondicator Industries Modelul S2B este un instrument simplu, dar eficient pentru testare obligaţiuni. Faza de combinat şi amplitudinea circuitul de detectare este o caracteristică de dorit pentru detectarea şi cuantificarea în anumite condiţii disbond şi puterea adeziv marginal, aşa cum sunt descrise mai târziu.

Principii de operare, laborant obligaţiuni funcţionează cu interesant material sub control, cu o serie de impulsuri acustice de la traductorul de transmitere.

Defecte adezive de obligatiuni se detectează comparând tramvaiului unda de impulsuri primite din partea probei  tren unda a impulsurilor primite în timpul calibrării de la o probă de referinţă de integritate obligaţiuni cunoscut.

Contrastul dintre aceste impulsuri pot fi văzute în oscilogramele de plicuri de impulsuri întregul prezentate în figura 10.12.Diferenţa semnificativă între amplitudinile de obligaţiuni de referinţă bună şi regiunile nelipite pot fi uşor de văzut prin compararea celor trei oscilogramele în figura 10.12.

19

Modul de transmitere a impulsului este predominant de valuri de miel placa de tip, deoarece grosimea modelului, în această cerere, este doar o fracţiune din lungimea de undă ¬. Vibraţiile sunt detectate de către traductor de primire şi în format electronic, comparativ cu cele primite de la obligaţiuni de referinţă. Partea de conducere a trenului de unde, dintr-o vibratie obligaţiuni de referinţă este prezentat în figura 10.13b. Care rezultă dintr-o probă nelipite este prezentat 10.13c Figura. Notă creşterea în amplitudine şi în faza de schimbare evidentă în compararea a trenurilor de undă de la exemplarele lipite sau nelipite.

Această schimbare de fază şi de amplitudine se produce deoarece transmiterea de impulsuri este de-a lungul un strat de material nelipite. Stratul nelipite este liber să vibreze la amplitudine mai mare, cu mai puţin de disipare a energiei şi de viteza de val mai mică decât o probă de referinţă legat. Dovada că faza de schimbare se datorează de a reduce viteza de val, mai degrabă decât la o schimbare în frecvenţa de rezonanţă apare în Referinţă 11.

Viteza a scăzut cu aproximativ 35% m / s, sau 4, de la un legat la un specimen nelipite.Viteza a fost calculat ca 833 m / s. Lungimea de undă a fost măsurată cu traductorul de aceeaşi şi, de asemenea, calculat din viteza de date şi de frecvenţă. Ambele metode de dat 3,3 cm.

Moduri de operare modul de alarmă pentru a face o comparaţie valabilă de impulsuri de la părţi din: integritate necunoscut şi impulsuri de la un eşantion de referinţă de integritate cunoscut, tester de obligaţiuni pentru prima dată de referinţă, utilizând modelul de referinţă necesare. Nivelurile de amplitudinea şi faza sunt ajustate la valorile prescrise în timp cemonitorizează modelul referinţă. Atunci modul de alarmă este selectat, şi este stabilit de nivel.

Există două opţiuni pentru modul de alarmă.10.4 METODE DE CONTROL

20

FIGURA 10.12 Oscilograful prezintă semnale de 25KHz de la cele trei exemplare interogat de tester.

Setarea determină magnitudinea de creştere în amplitudine şi în faza de schimbare necesarA pentru indicarea defectului prin activarea alarmei

FIGURA 10.13 oscilograf prezintă semnale de 25KHz de la exemplarele lipite sau nelipite interogat de tester de obligatiuni, (a) impuls de intrare la transmiterea traductor; (b) impuls primit de la modelul de referinţă; (c) faza de-mutat impuls primit de la probă nelipite, referinţă. Cu toate acestea, setarea AAL poate fi utilizat ca un indicator cantitativ OT integritate în comun obligaţiuni, în anumite condiţii de limitare.

Mod de măsurare În plus faţă de modul de alarma pentru care tester de obligatiuni a fost conceput, procedura poate fi cuantificată prin citirea răspunsul instrumentului la proprietatea acustica a regiunii obligaţiuni locale. Această încercare de a cuantifica tester răspuns legătură permite corelarea dintre aceste raspunsuri, cu o rezistenţă a legăturii, cel puţin pentru anumite moduri de defectare.

Tester de obligaţiuni de alarmă de circuit (11), din care o parte, e prezentat în figura 10.14, a fost modificat astfel încât diferenţa de potenţial dintre baza de traductor Q19 şi de la sol ar putea fi măsurat cu voltmetru digital, M4. Potenţiometru AAD, R87,

a fost setat la zero (de la 200 rezistenta maxima la Q) în timpul monitorizării NDI, şi citirile de tensiune au fost înregistrate ca lecturi LBI pentru fiecare localizare obligaţiuni.Probele de referinţă de obligaţiuni

21

Aveti nevoie de pregătire corespunzătoare şi alegerea unui model de referinţă obligaţiuni este o condiţie prealabilă pentru obţinerea de rezultate semnificative şi coerente în NDI Sonic a articulaţiilor de obligaţiuni. Un model de referinţă este necesară pentru utilizarea ca un standard de calibrare, deoarece tester obligaţiuni în esenţă, funcţionează ca un dispozitiv de detectare a diferenţă. Acesta compară caracteristicile acustice ale pieselor necunoscute cu cele de referinţă de integritate cunoscut, acceptabil. Este, prin urmare, este esenţial ca modelul de referinţă seamănă cu piesele care urmează să fie inspectate în compoziţia materialului şi geometria obligaţiuni în comun. Aceasta ar trebui să aibă, de asemenea, un nivel de integritate a legăturii egală sau doar puţin mai bun decât cel prevăzut în produsul final.

Selectarea A model de referinţă este necesar pentru fiecare tip de material de la seturi de probe, care sunt similare în geometrie şi compoziţia la exemplarele de testare corespunzătoare. Fiecare trebuie să fie preparată în condiţii de unire adezive care simulează îndeaproape acceptate şi de aşteptat practici de producţie. Aceste probe nu conţineau nicio defecte intenţionate adezive.

Fiecare model de referinţă este selectat din setul de probă prin următoarea procedură.

1. Utilizaţi un specimen arbitrar legat ca o referinţă provizorie pentru ajustarea iniţială a tester obligaţiuni în conformitate cu instrucţiunile din manualul de instrument. În timpul acestei referinţe, şi toate măsurătorile ulterioare ale procedurii, fiecare probă trebuie să fie susţinută de un material de impedanţă acustică scăzută, cum ar fi spuma moale foaie de plastic de aproximativ 2 cm grosime, pentru a reduce interferenţele acustice de la structura de susţinere.

FIGURA 10.14 schematică Circuit pentru indicatorul de integritate locală de obligaţiuni şi de alarmă.

22

2. Monitorizarea mai multe locuri de olegatura comune pe fiecare dintre exemplare prin plasarea sondei în jos ferm pe o locaţie de-a lungul linie de lipire. O masa de 1 kg este recomandat pentru utilizare ca o sondă ţineţi-greutate jos, pentru a asigura punerea în aplicare a firmei, uniform distribuite, reproductibile, şi operatorul independent de presiunea de pe sonda. (Aproximativ patru locaţii pe fiecare exemplar sunt sugerate.) Evitaţi locurile în cazul în care modificările de obiecte ascuţite în valorile sunt observate pentru mici schimbări în poziţia sondei. Faza de înregistrare, amplitudinea, şi valorile AAL pentru fiecare locaţie monitorizată. (Citiri LBI pot fi înregistrate în loc de AAL).

3. Permanent să identifice (marca), fiecare locaţie şi să indice orientarea sonda traductor de referinţă pentru viitor şi dublarea.

4. Locul fiecare locaţie monitorizate în funcţie de valoarea AAL. Valorile de fază şi amplitudine sunt înregistrate pentru a verifica faptul că specimenul de referinţă arbitrar interimar a fost într-adevăr legat. Valorile AAL sunt rezultatele combinate ale fazei de valori şi de amplitudine şi sunt utilizate aici pentru a indica integritatea obligaţiuni.

5. Selectaţi locaţiile de obligaţiuni la rang sau în apropierea percentila 40 în calitate de candidaţi de referinţă. Candidaţii trebuie să aibă referinţe integrities de obligaţiuni, aşa cum este indicat de valorile lor AAL, mai mult de 35%, dar nu mai mare de 45% din valorile de la AAL locatii monitorizate de obligaţiuni în set de probă. Fiecare specimen care conţin una sau mai multe din aceste locaţii este un specimen candidat de referinţă.

6. Trimiterea tester legătura cu privire la candidatul modelul de referinţă cel mai apropiat percentila 40 în conformitate cu procedura descrisă. Apoi, fiecare specimen inspecta locul de mai jos percentila 40, în conformitate cu procedura descrisă, pentru a găsi cel mai înalt rang modelul provoacă alarmă legătură tester de activare.

7. Testa distructiv cel mai bine clasat modelul de activare alarmă provoacă, şi cele două vecine apropiate, în funcţie de un test de mecanică prescris sau o procedură de încercare de durabilitate, pentru a determina dacă s-au întâlnit specificaţiile tehnice de obligaţiuni.

8. Dacă puterea legătură îndeplineşte cerinţele minime pentru aplicarea destinat sistemului de adeziv, exemplarele candidate din percentila 40 sunt confirmate ca exemplare de referinţă iniţiale valabile pentru aplicarea obiectul Adunării adeziv-adherend.

10.4.2.2 Inspecţia fără distrugerea informaţiilor din Exemplare

Instrumentul cu trimitere la trei adhesively liant FRP exemplare ture comune sunt utilizate pentru a efectua ajustările cu trimitere. Două dintre aceste specimene de referinţă de cunoscut, obligatiuni acceptabil integritate au fost selectate inspre un eşantion set de exemplare lipite în conformitate cu procedura de opt etape descrise mai sus. Cea de a treia conţinea o suprafaţă de

23

aproximativ 1 inch nelipite în comun tur. Una dintre cele două exemplare de referinţă de integritate a sunetului a fost păstrat cu instrumentul pentru utilizarea regulată ca un control. Celălalt a fost reţinut ca un "standard de primar" şi se păstrează într-un loc protejat de comparaţie de zi cu zi la prima.Specimen al treilea a fost folosit pentru a confirmadetectarea disbond după finalizarea a ajustărilor cu trimitere. Aceste probe au fost utilizate pentru a face referire tester obligaţiuni în conformitate cu instrucţiunile din manualul de utilizare a instrumentului.

Inspecţia de Integritate Bond regională într-o aplicaţie practică de producţie, QC, de date şi disbond slab obligaţiuni sunt folosite pentru a accepta sau respinge un ansamblu lipite sau regiune a acestuia. Este imposibil să presupunem că orice aderenta minor inferioară într-un ansamblu ar justifica respingerea parte. Astfel, oformulă a fost conceput pentru a cuantifica integritatea legătura de o regiune lipite,spune 25-40 de cm lungime, în termeni de date locale de inspecţie de obligaţiuni. Dimensiunile Disbond sunt definite în funcţie de nivelul de sensibilitate de funcţionare aceste obligaţiuni. Aceste date disbond, care poate include zone de lipire slab sausubstandard, sunt apoi folosite pentru a calcula un factor de merit legătură (BMP) pentruregiunea de ecuaţie,

BMF=L−C−P/2L

unde L este lungimea totală a regiunii obligaţiuni comune inspectate, C este lungimeatotală a tuturor disbonds complete, în regiune, iar P este lungimea totală a tuturordisbonds parţiale în cadrul regiunii.

Parţiale şi complet legaturile sunt definite, iar procesul de inspecţie pentru distinctia dintre acestea este descris, în Referinţă 11. Figura 10.15 prezintă exemple de oparţială şi o dizolve complet

FIGURA 10.15 vedere Planul comun de obligaţiuni într-un adeziv arată disbondsparţiale şi complete.

24

Testarea mecanică când testarea mecanice este necesar pentru calibrare NDT sau proces de audit, exemplarele sunt pregătite prin tăierea plăcilor în segmente de 2,5 cm lăţime, cu un diamant-dinte de fierăstrău. Fiecare astfel de segment este apoi tăiat la o lungime totală de 18 cm. Specimenele de rezultate sunt apoi supuse la următoarele teste pentru a determina puterea obligaţiuni în comun.

Forfecare de tensiune de încărcare recomandate metode de încercare se bazează peprocedurile descrise în Societatea Americană pentru Testare şi Materiale (ASTM): practici recomandate pentru determinarea rezistenţei Adhesively turnate plastic rigid Lap-Manşoane de forfecare la forfecare prin incarca Tensiunea [D 3163-73 (1984)] şi de testare pentru proprietăţi de rezistenţă la forfecare a adezivilor de Loading Tensiunea de laminate asamblat blies [D 3165-73 (1979)].

Această procedură de testare este recomandat pe axa de testare neutru pentru a stimula condiţiile de tensiune de forfecare de încărcare cu experienţă de articulaţiipoală în timp ce în funcţiune.

De asemenea in conformitate cu testele mecanice privind controlul calitatii cerute de specificatiile inginieresti tip, cu care metoda de control nedistructiv trebuie sa coreleze. Nu se va masura rezistenta de rupere la forfecare a legaturii, pentru ca imediat dupa incarcare, tipul imbinarii prin suprapunere se va deforma sub forma configuratiei prezentate in Figra 10.16. Aceasta face ca imbinarea sa fie supusa unei combinatii de forte de forfecare si exfoliere, la fel ca un moment incovoietor, amplificand smulgerile aderentei FRP.

O experienta poate fi realizata pentru a masura cu o acuratete mai mare rezistenta la forfecare a legaturii. Aceasta procedura a testului, bazata pe testul ASTM D 3165-73(1979) , este folosita pentru a creste componenta forfecarii la interfata adeziv-adererenta prin incarcarea in jurul axei neutre. Astfel se reduce distorsiunea indusa de smulgere si reduce aparitia avariilor prin delaminare in aderenta. Epruvete pentru asfel de experimente sunt realizate astfel incat sa prezinte o dubla grosime in jurul intregii deschideri a probei, cu exceptia amprentelor zimtate, pe partile alternante pentru a defini zona de test a imbinarii prin suprapunere.

Fortele de abraziune induse de incercarile la incovoiere: O metoda de incercare bazata pe procedura descrisa in ASTM Incercari pentru Proprietati la Incovoiere ale Materialelor Plastice si Electrice .Epruvetele imbinate, cu o geometrie a imbinarii sudate anterior descrise, sunt incarcate la aproximativ 5 cm/ min fata de centrul imbinarii prin suprapunere printr-o incarcare pe o proeminenta cu raza de 3 mm, in timp ce epruvetele suporta o deschidere de aproximativ 5 cm .

Dezlipiri detectate: Rezultatele examinarii efectuate pe un esantion de 60 de epruvete imbinate pentru ilustrarea dezlipirilor sunt prezentate in Figura 10.17. Acestea arata ca efectul operatorului ineret si a variabilitatii au fost virtual nesemnificative, in comparatie cu marimea unei dezlipiri tip. Concordanta functie de centrul liniar al locatiilor a fost mai putin de 0.7cm(0.3in) cumuland abaterea standard. Concordanta pe lungimea acestor dezlipiria fost mai mica de 2.2 cm (0.9 in) cumuland abaterea standard.Rezultatul dorit a fost dependent de utilizarea unei probe de referinta identice. Utilizarea aceleiasi epruvete de referinta asigura controlul uniform al sensibilitatii instrumentelor, prin urmare detectarea si definirea uniforma a dezlipirilor . Folosirea unei epruvete usor diferite de cea de referinta , va determina aparitia unor dezlipiri in zona detectata de un ordin aproape dublu.

25

Acest procedeu de examinare nedistructiva a imbinarilor detecteaza regiunile neimbinate, cauzate chiar si de lipsa de adeziv, sau lipsa de aderenta.Operatorul ar trebui, adesea sa faca distinctia intre golurile adezivului si celelalte tipuri prin observarea abaterii fazei si a amplitudinii.Fazmetrul este de obicei deviat catre stanga cand dezlipirea este cauzata de nelipiri cu adeziv."Ampletudimetrul " este de obicei deviat catre drepta atunci cand dezlipirea se datoreaza golurilor adezivului. Mai mult decat atat, dezlipirile detectate prin incercarea imbinarii nu pot intotdeauna fi confirmate cu ajutorul razelor X,deoarece multe dintre ele nu sunt goluri ale adezivului. Probabilitatea de a detecta regiuni cu ale golurilor adezivilor va creste conform asteptarilor, cu marimea dezlipirii. Probabilitatea de a detecta goluri in adeziv variaza de la aproximativ 0.25 la 1 cm limita de detectare,pana la 0.5 la 1.5 cm, pana la 0.95 la 2.0cm. Probabilitatea de detectare a dezlipirii imbinariilor este de aproximativ 0.25.

Figura 10.16 Tipul imbinarii prin suprapunere se va deforma sub forma configuratiei

26

Figura 10.17 Epruvete imbinate pentru ilustrarea dezlipirilor.

La acelasi 1 cm limita de detectare, pana la aproximativ 0.5 la 3.5 cm, pana la 0.95 la 4.0 cm. Probabilitatea cea mai scazuta de detectare pentru regiunile cu dezlipiri ale imbinarii, comparand cu aceea pentru golurile din adeziv de aceeasi marime, poate fi datorata restrictiilor privind dezlipirile imbinarii referitoare la amplitudinea de oscilatie a stratului aderent . Aceasta reduce amplitudinea transmisiei pulsatoare, care reduce amplitudinea componentului in faza-plus- amplitudinea anuland circuitul de detectare.

Tensiunea imbinarii: Determinarile nedistructive ale tensiunilor din imbinari neceista metode de examinare care au fost verificate prinrezultate ale metodelor mecanice distructive.Aceste rezultate au fost obtinute pentru epruvete care sunt descrise si discutate in referinta 11.

Aceste epruvete au fost incercate la avarie iar incarcarea la avarie inregistrata, impreuna cu modul de defectare observat. La 4 din modurile de adeziune ale avariilor, au fost observate mai intai delimitari in zona de aderenta, tensiuni si avarii de coeziune si adeziune. Prima dintre acestea este avaria de la interfata dintre materialul adeziv si aderent. Ultima, avaria de coeziune const ain speararea materialului adeziv de el insusi, in timp ce ramane aderent pe materialul aderent sau pe substratul legaturii. Un exemplu din fiecare din cele 3 este prezentat in Figura 10.18. Cea mai frecventa avaria a fost prin delimitarea aderentului consolidat prin distorsiunile induse de rupere.

27

Figura 10.18 Moduri de avarii ale epruvetelor

Tensiunile din imbinari sunt determinate in functie de indicatorii: AAL, LBI, si BMF despre care vom discuta in continuare.

Rezultatele indicatorului AAL ilustreaza potentialul acestui studiu de examinare in determinarea tensiunilor din imbinare. Datele sunt plotate in Figura 10.19. O buna potrivire liniara la aceste date are u coeficient de corelatie de 0.998. Dar problema care interzice utilizarea acestor relatii empirice pentru determinarea tensiunilor din imbinari este data de imprastierea datelor (neplotate) din alte moduri ale avariilor de imbinare. Acese date imprastiate, au fost in acelasi domeniu, si au au avut un coeficient de corelare foarte slab. Cea mai buna corelare a fost 0.33, obtinuta prin folosirea unui polinom de gradul doi. Coeficientul de corelare al potrivirii liniare a fost 0.10. Aceste date, din toate modurile de avarie,sublinieaza o problema foarte reala care se intalneste atunci cand evaluam imbinarile din punct de vedere al tensiunilor. Deoarece examinatorul nu poate folosind metode nedistructive sa distinga imbinari care se vor distruge din cauza adezivului de alte imbinari prin toate modurile, o metoda care arata doar tensiunea de aderenta este un indicator inefectiv al tensiunii imbinarii.

Pentru a elimina aceasta limitare, instrumentul si procedurile de examinare au fost modificate astfel incat sa furnizeze un indicator NDI efectiv al tensiunii imbinarii, indiferent daca este vorba de un mod de distrugere adeziv sau prin delaminare de pe aderent. Aceasta modificare a fost descrisa in "Moduri de masurare", descrisa antetior. (vezi Fig 10.14)

Indicatorul LBI este un idex mai eficient ca timp pentru tensiuni locale din imbinare fata de AAL si poate furniza corelatii imbunatatite cu tensiunile imbinarii pentru distrugeri ale imbinarii de toate tipurile.Datele LBI si rezultatele testelor distructive corespunzatoare au fost obtinute cu procedurie descrise anterior si plotate in raport cu tensiunile din imbinare.Citirea LBI este de obicei gradata de la aproximativ 0.8V pentru imbinari bune pana la 2.6V pentru dezlipiri.Aceste valori ca si valorile AAL, depind de epruvetele de referinta utilizate pentru a

28

adauga si sensibilitatea de operare a instrumentului. Aceasta reactualizeza importanta utilizarii unor epruvete de referint ain determinarea valorilor absolute LBI.

Figura 10.19 Tensiuni de forfecare in imbinare in raport cu nivelul critic de activare al potentiometrului AAL(Zero este rezistenta maxima).

Figura 10.20 Tensiuni in imbinarea prin suprapunere in raport cu indicatia locala a integritatii imbinarii.

29

Corelatia dintre LBI si tensiunile de forfecare din imbinare este prezenta in figura 10.20. Distributia acestor date este aceea care arata ca toate modurile de distrugere apartin aceluiasi set de date. Niciodata, o curba polinomiala de gradul doi nu se va folosi ca fiind potrivita pentru a aproxima datele de la epruvete care manifesta predominant distrugeri datorita adezivului. Cele 25 de puncte din figura sunt de la erpuvete care manifesta 40-60% distrugeri datorita adezivului. Aceste date se abat de la linia intrerupta aproximata printr-o eroare standard relativa de 28%. Coeficientul de corelare este 0.92.

Eroarea relativa standard estimata este mai mica decat toate potrivirile datelor de la toate modurile de defectare. Potrivirea optima a fost obtinuta pentru polinoame de gradul patru, cu un coeficient de corelare 0.91.Corelarea reduca rezulta din inclinearea redusa in regiunea LBI <1.7V. Inclinarea redusa in aceasta regiune nu ar trebui sa fie un motiv serios pentru a folosi metodele de examinare nedistructive, pentru ca regiunea critica de decizie pentru identificarea imbinarilor marginale sau substandard in aceasta zona este acea regiune unde tensiunile de forfecare sunt mai mici de 2.8MPa (400psi).Doar 14% procente ale epruvetelor testate au fost mai slabe. Ambele curbe au o inclinare suficienta pentru a indica sensbilitatea folosita in acele regiuni critice. Figura 10.19 unde tensiunile de forfecare sunt plotate in raport cu AAL, arata de asemenea suficienta inclinare pentru a indica sensibilitatea utila in regiunea liniara sub 2.8MPa(400 psi).

Aceste date din experimentele realizate recomanda utilizarea metodelor NDI in cazul de fata. Acestea relati au fost stabilite, iar corelarea lor a fost evaluata, pentru a asigura interpretarea cantitativa a rezultatelor NDI ale imbinarii prin adeziune in asigurarea calitatii aplicatiilor.

Corelarea cu tensiunile de exfoliere ale imbinarii prin incercarile la incovoiere cu LBI a fost slaba. Nu s-a gasit o buna corelarea sau o curba de potrivire pentru niciun mod observat de defectare, sau combinatie dintre acestea. Aceasta este in conformitate cu rezultatele incercarilor imbinarii Fokker redate in Referinta 21. Canda datele pentru defectarea datorita adezivului sunt plotate, imprastierea datelor in raport cu cea mai buna potrivire polinomiala poate fi observata. Abatarea standard a tuturor datelor prezentate este aproximativ egala cu eroarea standard estimata a curbei de potrivire. Aceasta implica o curba de potrivire atat de slaba astfel incat o treime din indicatiile LBI vor fi in exterior.

Figura 10.21 Tensiunile de incovoiere din imbinare in raport cu indicatiile integritatii locale a imbinarii.

30

Figura 10.22 Tensiunile de forfecare din imbinare.

Intervalul de valori pentru rezistenta la rupere a imbinarii pentru functia de regresie este definit. Functia de regresie este virtual folosita doar pentru aplicati practice.

In aplicatiile obisnuite de QC, pentru incercarea imbinarilor se foloseste un detector de dezlipiri. Pentru astfel de cazuri, potentiometrul AAL este setat astfel incat semnaleaza de fiecare data cand rezistenta la rupere a imbinarii prin suprapunere locala este aproape de un nivel critic predefinit. Acest nivel trebuie sa fie in regiunea de sensibilitate acceptata, indicata prin curbe liniare sau non-liniare de potrivire prezentate in Figura 10.19 si Figura 10.20. Domeniul acestei regiuni poate fi diferit pentru fiecare esantion de epruvete, si trebuie sa fie stabilit experimental inainte de a folosirea sigura a metodelor. Experientele trecute indica faptul ca regiunile liniare extind in general rezistenta la rupere a imbinarii de la 1 pana la 30% procente.

Odata ce AAL a fost setat la nivelul dorit, suprafetele care au semnalat eroare in timpul examinarii imbinarilor prin suprapunere sunt identificate ca zone cu rezistenta la rupere a imbinarii substandard. Extinderea acestor regiuni este determinata asa cum este descrisa in corelatie cu ecuatii(10.1) si BMF pentru sistemele adezive-aderente.

Precizia scazuta a tensiunii de rupere din imbinare in date la valorile BMF se datoreaza datelor de definire a dezliprieii,care nu contin informatii despre rezistenta la rupere a imbinarii pentru regiunile imbinate cu exceptia celor care depasesc valoarea critica minima. Cu siguranta , aici exista un interval larg de rezistente la rupere care depasesc aceasta valoare,in special printre aceste date ale examinarii, care au fost obtinute pentru la o incercare cu o sensibilitate scazuta . Daca, pe de alta parte, sensibilitatea de operare a operatorului ar creste, marimea si frecventa regiunilor definite ca dezlipiri ar creste, si intervalul rezistentelor la rupere din imbinari existent in regiuni subcritice sau cu dezlipiri ar creste de asemenea. Datele mai mici decat rezistenta din interval la fiecare sensibilitate joasa BMF va fi deplasat catre o valoare inferioara BMF la cea mai mare sensibilitate, si cea mai slaba precizie va fi deplasata catre valoarea inferioara BMF,acumulandu-se in zero, unde se observa o puternica interceptare cu curba de potrivire.

Interceptarea nonzero prezentata in Figura 10.22 este rezultatul a doua caracteristici ale imprastierii identificate, In primul rand, sa ne amintim ca o imprastiere se numeste completa chiar si atunci cand pot exista acolo regiuni ale imbinarii inguste de-a lungul muchiilor. In al

31

doilea rand, regiunile slabe ale imbinarii cu integritate a imbinarii inferioara nivelului critic, va fi identificata ca imprastiere.Cu siguranta aceste regiuni intotdeauna vor avea tensiuni in imbinare pozitive. Nivelul maxim al rezistentei la rupere a imbinarii in astfel de imprastieri este determinat cprin sensibilitatea de operare de referinta a tester-ului de imbinari.

Corelarea rezistentelor de incovoiere cu BMF a fost realizata prin examinarea a 11 placi imbinate HSMC si taierea lor in 110 epruvete pentru incercari distructive. Aceasta furnizeaza 66 regiuni pentru calculul BMF pentru corelare cu rezistenta la rupere.Aceste 66 regiuni aflate in intervalul 0.833 pana la 1.0 reprezinta o gama insuficienta pentru a stabili o corelare intre rezistenta la incovoiere si BMF.La aceste 66 regiuni, 55 au valoarea unitara BMF. Aceasta medie a rezistentei la rupere a celor 55 regiuni, fiecare cu lungimea de 15.2 cm,a fost 2366N , cu un coeficient de variatie de 24%. Coeficientul de variatie pentru rezistenta la rupere pentru toate cele 5 regiuni cu BMF 0.833 a fost 5.3%, aproape 2491 N. Aceste date tind sa arate din nou slaba precizie a rezistenti la rupere pentru valori BMF unitare sau in jurul acestora unitare.

Geometria imbinarii. Aceste corelatii, stabilite pentru epruvete late, se presupune ca pot fi mentinute pentru imbinari prin suprapunere tip in diferite ansambluri auto FRP cu o varietate a configuratiilor geometrice.Validitatea acestei presupuneri se bazeaza pe marimea redusa a imbinarii de 2.5 cm pentru care s-au facut masuratori. In cele mai multe ansambluri intalnite pana in prezent,cateva imbinari prin suprapunere s-au abatut semnificativ de la latime pe o distanta foarte scurta.

10.4.2.3.Concluzii

Examinarile nedistructive cantitative pentru imbinari prin suprapunere tip FRP pentru tensiuni de forfecare pot fi uzual realizate prin utilizarea unor modificari electrice, disponibile comerciale testerului de imbinari in vederea obtinerii celor doi indicatori NDI pentru a furniza datele examinarii imbinarii care arata destul de bine corelatia cu rezistenta de rupere a imbinarii prin suprapunere, la fel de bine ca sensibilitatea in jurul intervalului asteptat a se folosi.

Fiecare dintre cei doi indicatori are o aplicatie NDI specifica. Primul,LBI indica intergitatea locala a imbinarii pe o regiune de aproximativ 2 cm. LBI este citit cu ajutorul unui contor cu fir introdus in circuitul de incercare al imbinarii. Al doilea, BMF,indica integritatea regionala a imbinarii pentru imbinari in linie cu o lungime de 10 cm pana la aproape 40 cm. Definirea lipsurilor de imbinare se bazeaza pe sensibilitatea operationala a tester-ului de imbinari, care este initia setata in timpul calibrarii cu o epruveta imbinata de referinta. In cele din urma, realizarea si validarea metodei se bazeaza pe alegerea epruvetei de referinta si pe procedura de verificare.

10.4.30. Impactul instrumentat de testare

Sisteme imbinate redundante sunt unoeri folosite in aplicatiile compozite din domeniul auto, pentru a imbunatati distribuirea incararii si durabilitatea legaturii. Un exemplu de astfel este un arc lamelar compozit care este imbinat cu adeziv si nituit pe de capatul placii de otel cu care se fixeza pe vehicul. In acest caz, adezivul a fost aplicat imbinarii pentru a furniza mai bine distributia incarcarii in regiuni cu tensiuni mari unde incarcarea este transferata intre placa de otel si arcul compozit.

32

Aceste sisteme imbinate nu pot fi usor si ieftin examinate folosind metode de examinare cu ultrasunete din cateva motive:1. Eficienta metodei cu ecoul de fund a fost limitata de diferenta majora dintre impedanta acustica a adezivului si aceea a otelului la interfata adeziv-otel.2. Eficienta de examinare a imbinarii cu 25Hz a fost strict limitata de grosimea totala a imbinarii.3. Examinarea prin transmisie nu a fost o alternativa atractiva datorita primului motiv mentionat anterior si datorita unei inalte atenuari in compozit, impiedica transmiterea unei cantitati importante de energie ultrasonica, chiar si in cazul unor imbinari prin suprapunere bine realizate.

Figura 10.23 arata diferente semnificative in diagramele de incarcare-abatere generate in timpul impactului instrumentat la lovirea pe imbinarea prin suprapunere.

Acete loviri instrumentate furnizeaza in timp real achizitia de date a impactului dinamic in timpul livrarii energiei catre zona de impact. O astfel de metoda furnizeaza o procedura de examinarea relativ ieftina pentru a corela testele distructive scumpe si testele distructive intense din laborator. NDT devine folositoare, un instrument de cost redus care poate fi folosit pe parcursul unui proces sau pentru a studia capabilitatea proceselor.

10.4.4. Examinarea cu Raze X

Compozitele captusite cu fibra care sunt modelate(prin injectie, transfer de rasina, reactii de injectii, sau alte procese) pot prezenta uneori anomalii in concentrarea sau orientarea fibrelor captursite care pot fi detectate cu ajutorul radiografiilor X sau cu ajutorul sistemelor in timp real de microconcentrare cu raze X.

Examinarea cu raze X pentru aceste anomalii este mult mai eficienta decat celelalte, mai vonventionala ca metoda "de burnout". Examinarea cu raze X furnizeaza o vedere completa prin piesa, nu doar o vedere a directiei fibrelor in apropierea suprafetelor, asa cum este furnizata cea de "burnout".Acest aspect este important pentru ca de multe ori directia fibrelor in apropierea suprafetei nu sunt aceleasi cu cele de la partea inferioara a grosimii materialului. Mai mult decat atat , cu o investitie de capital modesta, examinarea cu Raze X se poate dovedi a fi mai ieftina si mai rapida decat o procedura "bornout". Examinarea cu Raze X este recomandata si a fost conceputa in planuri acolo une noi piese turnate au fost realizate.

Figura 10.23 Diagrama de incarcare-abatere obtinuta in timpul impactului instrumentat de testare a unei imbinari prin suprapunere intre otel si material compozit.

33

Cerintele sursei si ale detectorului sunt simple pentru un sistem radiografic. O sursa cu potential electric intr-un tub de raze x , folosind un interval intre 25 si 50KV si un spot cu o dimensiune mai mica de 1 mm sunt suficiente. Filtrul de aluminiu trebuie indepartat, folosind doar o fereastra de beriliu, pentru a evita inlaturarea Razelor X, care trebuie sa fie absorbite de fibrele de sticla.

O metodologie cu adevarat simpla a fost dezvoltata si aplicata, la care pot participa operatori radiografici si alte persoane interesate si implicate : ingineri si tehnicieni, pentru realizarea interpretrilor sistematice ale observatiilor rezultate in urma examinarii cu radiatii X. Mai mult decat atat, studiile pot furniza rezultate consistente care pot fi considerate semicantitative in realizarea unor predictii de performanta. In examinarea cu raze c, operatorul trebuie sa inregistreze valori pentru fiecare grup de 5 anomalii, care sunt frecvent intalnite in componentele polimerului compozit. Aceste cinci anomalii sunt prezentate in capatul tabeului 10.3. Ultima anomalie, inceput posibil de formare a fisurii(ICP, este o evaluarea cuprinzatoare pe care observatorul o poate face pentru a indica daca exista posibilitatea ca acea regiune sa se distruga prematur in timpul functionarii normale.

Aceia care folosesc aceasta metoda trebuie mai intai sa fie instruit in epruvete folosite pentru examinarea cu razele x, epruvete care au fost evaluate in 5 zone de cate o comisie de 4 sau 5 observatori. Epruvetele sunt deci testate mecanic pentru a determina tensiunea dorita si/sau proprietatile de incovoiere. Valorile de la aceste teste mecanice sunt inregistrate cu date si evaluari ale razelor x, concomitent cu datele de la incercarile mecanice si se folosesc nu doar pentru a genera noi valori dar servesc de asemenea ca standarde de referinta pentru utilizarea pe viitor a lucrarilor semicantitative.Knit line Fiber orientation Zona bogata in

rasinaPorozitatea ICP

TABELUL 10.3 radiografic Rating de calitate SMC

Raze XID

B.A.Hgrad

J.R.Hgrad

A.2grad

P.J.Hgrad

G.B.Cgrad

GradulTotal

Std.Dev.

Coef.Lui Var.

16 1 2 2 2 1 8 0.5 6.817 2 4 1 3 2 12 1.1 9.515 3 1 4 4 3 17 1.5 8.914 4 5 8 1 4 21 2.5 12.337 5 6 5 5 5 25 0.7 2.836 6 3 3 9 6 29 2.7 9.538 7 8 7 6 7 34 0.8 2.435 8 9 8 8 9 39 1.3 3.340 9 7 9 7 8 40 1.0 2.5Tabel 10.4 Rezumat al valorilor radiografice pentru calitatea SMC

34

Ar trebuie sa existe radiografii de referinta pentru fiecare anomalie, la incrementarea de aproximativ 7MPa de-a lungul refiunii critice pentru perfomanta.

Tabelul 10.,4 este un rezumat statistic posibil care arata realizarea preciziei pentru acest studiu.Sunt prezentate ierarhic valorile celor 5 observatori. De remarcat nivelul acceptat al abaterii standard si coeficientul de variatie de pe partea dreapta a tabelului.

Imbunatatirea examinarii cu raze x poate fi realizata prin adaugarea unor fibre metalice (22) pentru a assista la detectarea orientarii fibrelor in compozite cu fibre scurte.

10.4.5. Examinarea in infrarosu

Componentele termoplastice pot fi imbinate rapid si cu un cost redus prin sudare prin frictiune. Cateodata, percepute la un nivel scazut al frecventelor ultrasonice, aceste cusaturi sudate au tendita de a fi puternice si rezistente. Cand variabilele procesului de sudare nu sunt controlate sau mentinute constante, cateodata rezistenta la rupere a acestor cusaturi sudate poate varia intr-un interval foarte larg.

Cele 5 puncte prezente in Figura 10.24 indica intervalul larg in functie de care rezistentele de rupere ale imbinarilor sudate pot varia in timpul sudarii pentru care operatorul a definit parametrii sudarii si ii considera constanti. Cele cinci puncte reprezinta cusaturile sudate realizate cu aceeasi energie, acelasi timp de sudare, presiune si timp de mentinere. Cu toate acestea variatiile mari arata existenta unui proces care nu se afla sub control.

FIGURA 10.24 rezistenta sudurii prin imbinare fata de temperatura suprafetei de imbinare, asa cum a fost determinata de detectia prin infrarosu la 10 secunde dupa sudarea unei parti

termoplastice.

35

10.5 ALTE METODE AVANSATE DE INSPECTIE SI INTELIGENTA ARTIFICIALA

Multe alte tehnici nondesctructive de inspectie (de exemplu, atenuarea cu ultrasunete, C-scanare, microscopie acustica) sunt eficiente în sustinerea calitatii a componentelor compozite (23-25).Sistemul avansat de achizitie si stocare a datelor si imaginilor (ADIS) dezvoltat de McDonnel Douglas(26) ESTE UN INTRUment foarte bun pentru examinarea calitatii in vederea utilizarii acestuia pentru dezvoltarea materialelor avansate.

Cateva sisteme de inteligenta avansata folosite pentru sustine examinarea si asigurarea calitatii polimerilor compoziti au fost dezvoltate de ceva vreme. Un astfel de proiect a fost dezvoltat la Centrul NDE al Universitatii din IOWA urmarind clasificarea si dimensionarea defectelor detectate cu metode ultrasonice(27). Un alt sistem, inca in dezvoltare de catre Chrysler Motors si Universitatea din Michigan, presupune furnizarea unui sistem de cunostinte bazat pe intarirea identificarii, selectarea si performanta NDI a compozitelor(28). Figura 10.25 rezuma marea varietate a metodelor cerute pentru diverse materiale si procese.Mai mult, sunt cateva sisteme aflate in dezvoltare si folosinta care ar trebui sa furnizeze ajutor considerabil in studiul compozitelor si al calitatii acestora.

36

Figura 10.25. O varietate de metode NDE

37

10.6. Rezumat

Conceptele si metodele discutate in acest capitol au rolul de a prezenta importanta considerarii problemelor care apar in calitate si productivitate in fiecare faza de dezvoltare a produsului: de la conceptie oana la productie si performanta in domeniu. Focalizarea atentiei trebuie sa includa atat elementele fizice cat si pe cele soft care sustin calitatea compozitelor pe tot parccursul unui ciclu de dezvoltare al produsuui. Intelegerea unui astfel de studiu privind calitatea aduce clientului satifactia si profitul, in special atunci cand implementarea sa conduce catre optimizarea procesului. Aceasta ar trebui sa rezulte prin eliminarea costurilor privind: nesatisfactia clientilor, costurile de intretinere si prin minimizarea costurilor de examinare.

Metodele discutate in acest capitol pentru examinarea polimerilor compoziti, sunt doar cateva care ar putea fi utile pentru furnizarea masurarilor in cazul proceselor statistice de control si / sau asigurarea calitatii. Aceste metode au fost alese datorita rapiditatii lor, costurilor reduse si a simplitatii operationale care le face sa fie compatibile cu mediul de lucru si productia in sine. Odata stabilita corelarea intre parametrii de examinare si caracteristicile fizice, chimice , mecanice sau performantele specifice, parametrii examinarii pot fi utilizati ca indicatori, si

38

variabilitatea parametrilor in proces poate fi studiata printr-o metoda mai ieftina. Aceste metode de examinare reduc costul si intensitatea de lucru prin furnizarea unor date prin determinarea si mentinerea controlului procesului si a capabilitatii. Determinarea controlului procesului si a capabilitatii caracteristice inainte de productia in masa este lansat ca fiind un element esential in CQS, .Imbunatatirea in calitatea, la fel ca orice alta cantitate trebuie masurata pentru a fi realizata.

Bibliografie

1. Kaora Ishikawa, What is Total Quality Control? The Japanese Way, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1985

2. W, Edwards Deming, Quality, Productivity, and Competitive Position; Massachusetts Institute of Technology, Center for Advanced Engineering Study, 1982.

3. J.M. Juran, F.M Gryna, and R.S. Bingham: Quality Control Handbook, 3rd ed. , McGraw Hill, New York, 1974.

4. Philip B.Crosby, Quality is free, McGraw-Hill, New York, 1979.5. Mark T.Hutson, Owens Corning Fiberglas Corporation to Aaron D.Rosenstein, Chrysler

Corporation, personal communication, May 8, 1985.6. Statistical Quality Control Handbook, C 1956 by Western Electric Company, Inc., 1958,

11th printing, 1985.7. Gilbert B. Chapman and Laszlo Adler, ‘’Nondestructive Inspection Technology in

Quality Systems for Automotive Plastics and Composites’’, SAE Technical Paper 880155, 1988.

8. G.B. Chapman, ‘’Nondestructive Inspection for Quality Assurance of Fiber Reinforced Plastic Assemblies’’, SAE Trans., 91 (1982).

9. J.H. Sinclair and C.C. Chamis,’’Fracture Modes in Of-Axis fiber Composites’’, 34 th

SPI/RP Annual Technology Conference, 1979, 22-A.10. Lie K. Djiuaw, ‘’Relation of Composite Part Streght to Ultrasonic Inspection’’,

Automotive Plastics Durability Conference Proceedings, Society of Automotive Engineers Technical Paper 811350, December 1981.

11. G.B.Chapman,II, ‘’ A Nondestructive Method of Evaluating Adhesive Bond Strength in Fiberglass Reinforced Plastic Assemblies’’,in K.T. Kedward, Ed., Joining of Compsite Materials, ASTM STP 749, American Society for Testing and Materials, Philidelphia, 1981, pp.32-60.

12. Julian R. Frederick, Ultrasonic Engineering, Wiley, New York, 1965.13. Harvery E. Henderson, ‘’Ultrasonic Velocity Technique for Quality Assurance of Ductile

Iron Casting’’ Iron Worker, Summer 1976.

39

40