Možnosti integrace senzorů do kompozitních laminátů

Bc. Tomáš Ošťádal

Master's thesis

The Possibilities of Integration of Sensors into Composite Laminates

Abstract:

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.

Abstract:

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.

Keywords

vytvrzování kompozitů, senzor, integrace, tenzometr, vakuová infuze

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 5. 2021

Thesis defence

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Master programme / field:
Production Engineering / Stroje a nástroje pro zpracování polymerů a kompozitů