Identifikace a lokalizace rázové síly na kompozitové struktuře

Abstract

Disertační práce se zabývá řešením problému lokalizace a rekonstrukce rázové síly na kompozitové struktuře vyztužené dlouhými vlákny. Polymerní kompozity se v posledních letech stále častěji uplatňují v důležitých konstrukcích, například v primární konstrukci dopravních letadel. Při porušování kompozitních materiálů se může uplatnit celá řada mechanismů porušování. Jedním z nich je vznik delaminace při rázu kolmém k povrchu laminátu. Vzniklá vada je často ukryta uvnitř materiálu a tedy obtížně zjistitelná vizuální kontrolou. Proto vznikají nové principy monitorování konstrukcí, jejichž součástí je řešení problému identifikace rázového zatížení.

Vybraná metoda identifikace byla použita na nosníkové struktuře, kde byly zhodnoceny metody regularizace a byl navržen algoritmus pro řešení problému lokalizace. Byla provedena identifikace na vetknutém kompozitovém nosníku s~dobrou shodou identifikovaných a skutečných veličin. Dále byl vytvořen numerický model pro identifikaci rázových veličin. Možnost identifikace na vibrující struktuře byla vyhodnocena provedením identifikace na sendvičovém nosníku buzeném pomocí piezoelektrického měniče.

Metoda byla rozšířena na skořepinovou strukturu. Nejprve byla provedena identifikace na zavěšené kompozitové desce. Dále byla provedena rekonstrukce rázové síly při vyšších energiích rázů na podepřené desce s dobrou shodou až do výrazného porušení desky.

Nakonec, byla metoda identifikace aplikována na složitější geometrii kompozitového segmentu křídla, ke kterému byl sestaven odpovídající numerický model. Pomocí numerického modelu bylo optimalizováno rozložení senzorů na konstrukci a byly porovnány výsledky identifikace pro zvolené a optimalizované rozložení senzorů.