إعلان PRIN 2022D. D. N. 104 بتاريخ 2 فبراير 2022

عنوان المشروع: المراقبة المبتكرة للأضرار في المواد المركّبة ذاتية الالتئام باستخدام الانبعاثات الصوتية في التطبيقات المدنية والفضائية – IN MOOSHEAC

رمز CUP:  D53D23003600006

الميزانية:  € 137.865

P.I.  BARILE Claudia

وحدات بحثية أخرى جامعة بوليتكنيك تورينو

وصف موجز للمشروع
هدف المشروع إلى دراسة قابلية الإصلاح، واستعادة الأداء الميكانيكي، والاستقرار الإنشائي للمواد المركّبة ذاتية الالتئام (SH) واختبارها. وقد تضمنت الحملة التجريبية اختبارات إتلافية وغير إتلافية على عينات وأجزاء شبه مكوّنة مصنوعة من مواد مركّبة ذاتية الالتئام مصممة خصيصًا، ومتباينة فيما بينها من حيث نسبة الراتنج، وبنية الألياف، وتكوينات الترصيف. وكان الهدف من الاختبارات الإتلافية تقييم مدى استعادة منظومة المواد المركّبة ذاتية الالتئام لخواصها الميكانيكية، على نحو شامل، عقب حالات الفشل السطحي وتحت السطحي والفشل بين الطبقات. 

أما الاختبارات غير الإتلافية، فقد أُجريت لسببين رئيسيين: رصد تطور الضرر في الموقع ضمن النظام المركب SH باستخدام تقنيات الانبعاث الصوتي (EA)، وارتباط الصور الرقمية (DIC)، ومطيافية تيراهرتز في المجال الزمني (THz-TDS)؛ وتحليل مسار عملية الإصلاح واستعادة المطابقة الميكانيكية من خلال إجراء اختبارات الانبعاث الصوتي (EA) بالنمط النشط، على عينات مختبرية وعلى مكونات واسعة النطاق. 

الغرض
تمثل الهدف من المشروع في تحديد نهج منهجي قائم على الجمع بين تقنيات تجريبية متعددة لإجراء تحليل ميكانيكي للمواد المركّبة، بما يتيح وصف السلوك الميكانيكي للمادة بدقة، إلى جانب وصف بدء العيوب والكسور وانتشارها وإصلاحها أثناء التشغيل. 

كما أتاحت هذه المنهجية تحديد التكوين الأمثل للمواد المركّبة ذاتية الالتئام، بما يطيل العمر التشغيلي للمواد الإنشائية، مع فوائد واضحة للاستدامة، بالنظر إلى الأثر البيئي الذي قد تخلّفه المصفوفات البلاستيكية..

النتائج المتوقعة
سعت حملة الاختبارات الإتلافية، المستندة إلى معايير معترف بها، إلى قياس مستوى إصلاح هذه المواد المركّبة واستعادة خواصها الميكانيكية من خلال تفعيل عملية الإصلاح الذاتي.

ولدعم هذا البحث، استُخدمت أساليب تحليلية لمعالجة البيانات البارامترية والأشكال الموجية لبيانات الانبعاثات الصوتية، قائمة على التعلم الآلي (ML)، بهدف أتمتة عملية توصيف السلوك الميكانيكي ومدى الكسر في المادة ونوعه..

النتائج المحققة 
تم تطوير نظام مبتكر لمراقبة الأضرار يستخدم تقنية للانبعاثات الصوتية تستند إلى معلمات مرتبطة بالأشكال الموجية ويدعمها التعلم الآلي. 

في إطار التطبيقات الفضائية، اختُبر نظام مراقبة الأضرار بواسطة الانبعاثات الصوتية أيضًا على عينات عُرضت لمستويات مختلفة من الأشعة فوق البنفسجية (UV). وأظهرت نتائج هذه الدراسات التجريبية أن هذه المواد المركّبة ذاتية الالتئام يمكن أن تُستخدم، من حيث المبدأ، في التطبيقات الإنشائية، مع الاستفادة من قدرتها الجيدة على الإصلاح الذاتي، مما يزيد من عمرها التشغيلي.