1. Home page
  2. Search

A novel approach of damage monitoring of fibre reinforced composites enhanced with carbon nanotubes

This item is provided by the institution :
National Documentation Centre (EKT)   

Repository :
National Archive of PhD Theses  | ΕΚΤ NA.Ph.D.   

see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*



Νέα προσέγγιση στην παρακολούθηση της αναπτυσσόμενης βλάβης υπό μηχανική φόρτιση σε ινώδη σύνθετα υλικά με μήτρα ενισχυμένη με νανοσωληνίσκους άνθρακα
A novel approach of damage monitoring of fibre reinforced composites enhanced with carbon nanotubes
Vavouliotis, Antonios
Βαβουλιώτης, Αντώνιος
PhD Thesis
2009
Η συνεχώς αυξανομένη χρήση συνθέτων υλικών στην αεροδιαστημική βιομηχανία στις κρίσιμες δομικές εφαρμογές έχει οδηγήσει στην ανάγκη ανάπτυξης μη καταστροφικών μεθόδων βλάβης. Οι έως τώρα χρησιμοποιούμενες μέθοδοι για την παρακολούθηση βλάβης όπως είναι η ενσωμάτωση πιεζο-κεραμικών αισθητήρων και οπτικών ινών σε σύνθετες κατασκευές έχουν ως αποτέλεσμα την συγκέντρωση υψηλών τάσεων και ροών στην κατασκευή. Η παρούσα διατριβή αποτελεί μια πρωτότυπη προσπάθεια στη ευρύτερη επιστημονική και τεχνολογική κατεύθυνση της ενσωμάτωσης της νάνο τεχνολογίας στο τομέα σχεδιασμού και κατασκευής νέων συνθέτων υλικών. Πρωταρχικός στόχος είναι η επίτευξη αυξημένων δυνατοτήτων για αποτελεσματική παρακολούθηση της αναπτυσσόμενης βλάβης στο υλικό και κατά προέκταση έλεγχου της δομικής ακεραιότητας των κατασκευών τους. Στο πλαίσιο αυτής της προσπάθειας προτείνεται η καινοτόμα ιδέα της αξιοποίησης των νάνο σωληνίσκων άνθρακα ως εμποτισμένους αισθητήρες βλάβης μέσα σε συμβατικά ινώδη σύνθετα υλικά άνθρακα με απώτερο στόχο τον καλύτερο μη καταστροφικό έλεγχο της βλάβης με τη μέτρηση της ηλεκτρικής αντίστασης. Οι εξαιρετικά αγώγιμοι ΝΣΑ όταν εμποτιστούν σε πολυμερή (κυρία υλικά μήτρας συνθέτων υλικών) δημιουργούν ένα ηλεκτρικό δίκτυο (percolation network) το οποίο παρέχει την δυνατότητα αγωγής ηλεκτρικού φορτίου αυξάνοντας πολλές τάξεις μεγέθους την αγωγιμότητα του πολυμερούς. Η παρουσία του προαναφερθέντος ηλεκτρικού δικτύου ταυτόχρονα με αυτό των αγώγιμων ινών άνθρακα σε σύνθετα υλικά όπου η μήτρα έχει εμποτιστεί με ΝΣΑ αναμένεται να αυξήσει άμεσα η έμμεσα τη διακριτική ικανότητα ανίχνευσης της βλάβης μέσω της μέτρησης της ηλεκτρικής αντίστασης. […]
The increasing usage of composite materials in the aerospace industry in critical structural applications has proved the need for health monitoring of those structures. In the past piezo ceramic particles and optic fibres have been integrated into composite structures so as to serve as health monitoring sensors but they introduced flaws and high stress concentration to the structures. In the current PhD thesis a different approach was used to use the material itself as an inherent structural monitoring sensor. In order to achieve that the matrix material of the epoxy reinforced composite has to be doped with Carbon Nanotubes (CNTs). Carbon nanotubes are reported to have excellent mechanical thermal and electrical properties. The CNTs have to be dispersed into the epoxy matrix and above certain per weight percentage into the matrix where they form a conductive percolating network. By monitoring the changes of the electrical resistivity of this network is possible to track any load strain or even damage stages of the material. In other words a step towards a multifunctional material is made since an enhancement also in the mechanical properties is expected from the presence of the CNTs. […]
Επιστήμες Μηχανικού και Τεχνολογία
Νανοτεχνολογία
Health monitoring damage
Επιστήμες Μηχανικού και Τεχνολογία
Nano-Technology
Engineering and Technology
Composite materials
Electrical conductivity
Σύνθετα υλικά
Carbon nanotubes
Ηλεκτρική αγωγιμότητα
Νανοτεχνολογία
Νανοσωληνίσκοι άνθρακα
Παρακολούθηση βλάβης
Greek
Πανεπιστήμιο Πατρών
University of Patras
Πανεπιστήμιο Πατρών. Σχολή Πολυτεχνική. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών και Αεροναυπηγών Μηχανικών. Εργαστήριο Τεχνικής Μηχανικής και Ταλαντώσεων
National Documentation Centre (EKT)
National Archive of PhD Theses
Συλλογή ΕΑΔΔ



*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)