Structural Health Monitoring Mechanical and impact damage - PowerPoint PPT Presentation

Structural ¡Health ¡Monitoring ¡– ¡Mechanical ¡and ¡ impact ¡damage ¡detec5on ¡via ¡fluorescent ¡coa5ngs ¡ OBJECTIVE: ¡ RESULTS: ¡ Improve ¡inspec0on ¡capability ¡by ¡ Aerospace-­‑compa0ble ¡fluorescent ¡ developing ¡a ¡fluorescent ¡coa0ng ¡ coa0ngs ¡ac0vated ¡by ¡mechanical ¡force ¡ to ¡visually ¡detect ¡impact ¡events ¡ Force à ¡ and ¡mechanical ¡damage. ¡ ON ¡ OFF ¡ Coa0ngs ¡are ¡ac0vated ¡by ¡compression, ¡ PARTNERS: ¡ indenta0on, ¡impact ¡events ¡ Flinn ¡& ¡Jen ¡Research ¡Groups, ¡ UW ¡MSE ¡ The ¡Boeing ¡Company ¡ ¡ Consistent ¡with ¡barely ¡visible ¡impact ¡ Contact: ¡ damage ¡(BVID) ¡force ¡levels ¡ Dr. ¡Brian ¡Flinn ¡ bflinn@uw.edu ¡| ¡206.280.8483 ¡ ¡ Increasing ¡impact ¡energy à ¡ Collabora0ve ¡Center ¡for ¡Advanced ¡Manufacturing ¡| ¡January ¡14, ¡2016 ¡| ¡Aerospace ¡Execu0ves ¡Forum ¡

Experimental ¡and ¡Numerical ¡Study ¡on ¡Low-­‑Velocity ¡ Impact ¡on ¡Composite ¡Laminate ¡Structures ¡ OBJECTIVE: ¡ RESULTS: ¡ Develop ¡numerical ¡models ¡to ¡ Low-­‑velocity ¡impact ¡experiments ¡were ¡ predict ¡low ¡velocity ¡impact ¡of ¡ done ¡with ¡face-­‑on ¡and ¡edge-­‑on ¡impact. ¡ composite ¡laminate ¡structures ¡ Finite ¡elements ¡models ¡using ¡Enhanced ¡ • Impact ¡response ¡& ¡damage ¡ Schapery ¡Theory ¡(EST) ¡and ¡Discrete ¡ • Compressive ¡strength ¡a_er ¡ Cohesive ¡Zone ¡Method ¡(DCZM) ¡ impact ¡ elements ¡for ¡in-­‑plane ¡and ¡out-­‑of-­‑plane ¡ damage ¡and ¡failure, ¡respecbully. ¡Results ¡ PARTNERS: ¡ agree ¡well ¡with ¡experiments. ¡ Boeing ¡Company, ¡Research ¡and ¡ Technology, ¡Sea`le ¡& ¡St. ¡Louis ¡ Contact: ¡ Solver ¡I ¡Thorsson ¡(PhD ¡Candidate) ¡ solitor@uw.edu ¡| ¡734.604.3843 ¡ ¡ Face-­‑on ¡impact, ¡experiments ¡(le_) ¡and ¡simula0ons ¡(right) ¡ Collabora0ve ¡Center ¡for ¡Advanced ¡Manufacturing ¡| ¡January ¡14, ¡2016 ¡| ¡Aerospace ¡Execu0ves ¡Forum ¡

Structural ¡Health ¡Monitoring ¡– ¡Thermal ¡monitoring ¡ & ¡damage ¡detec5on ¡via ¡fluorescent ¡coa5ngs ¡ ¡ OBJECTIVE: ¡ RESULTS: ¡ Fluorescent ¡coa0ngs ¡ac0vated ¡by ¡ Improve ¡inspec0on ¡capability ¡by ¡ thermal ¡exposure ¡developed ¡ developing ¡a ¡fluorescent ¡coa0ng ¡ to ¡quan0fy ¡thermal ¡exposures ¡and ¡ Heat à ¡ iden0fy ¡damaged ¡areas. ¡ OFF ¡ ON ¡ Wide ¡temp ¡range ¡(175-­‑450F) ¡ Capable ¡of ¡quan0fying ¡exposure ¡0mes ¡ PARTNERS: ¡ Flinn ¡& ¡Jen ¡Research ¡Groups, ¡ UW ¡MSE ¡ Increasing ¡exposure ¡0me à ¡ before ¡ The ¡Boeing ¡Company ¡ ¡ 270F ¡ Intensity ¡(counts) ¡ 10min ¡ Intensity ¡(counts) ¡ 240F ¡ 20min ¡ 210F ¡ 30min ¡ 180F ¡ 40min ¡ Contact: ¡ 50min ¡ 60min ¡ Dr. ¡Brian ¡Flinn ¡ bflinn@uw.edu ¡| ¡206.280.8483 ¡ 500 ¡ 600 ¡ 700 ¡ 800 ¡ 0 ¡ 100 ¡ 200 ¡ Time ¡(min) ¡ Wavelength ¡(nm) ¡ ¡ Applica0ons: ¡fire/ ¡exhaust/ ¡lightning ¡ damage, ¡repair/cure ¡monitoring ¡ Collabora0ve ¡Center ¡for ¡Advanced ¡Manufacturing ¡| ¡January ¡14, ¡2016 ¡| ¡Aerospace ¡Execu0ves ¡Forum ¡

Braid ¡Your ¡Airplane: ¡Rapid ¡Manufacturing ¡and ¡ Inser0on ¡of ¡Composites ¡in ¡Flying ¡Vehicles ¡ OBJECTIVE: ¡ RESULTS: ¡ Develop ¡braided ¡large ¡scale ¡ • Manufactured ¡from ¡cons0tuent ¡ uni0zed ¡primary ¡structures ¡for ¡air ¡ materials ¡in ¡one ¡piece ¡ & ¡space ¡vehicles ¡ • Minimal ¡post-­‑manufacturing ¡ processing ¡ • Out ¡of ¡autoclave ¡capable ¡ PARTNERS: ¡ • Uni0zed ¡s0ffened ¡panel ¡unable ¡to ¡ Na0onal ¡Aeronau0cs ¡and ¡Space ¡ delaminate ¡under ¡compressive ¡loads ¡ Administra0on ¡ • Best ¡void ¡volume ¡frac0ons ¡in ¡the ¡ University ¡of ¡Michigan ¡ industry ¡at ¡V vf ¡< ¡1% ¡ Contact: ¡ Dr. ¡Anthony ¡Waas ¡or ¡Cyrus ¡Kosztowny ¡ awaas@uw.edu ¡| ¡206.221.2569 ¡ ¡ Collabora0ve ¡Center ¡for ¡Advanced ¡Manufacturing ¡| ¡January ¡14, ¡2016 ¡| ¡Aerospace ¡Execu0ves ¡Forum ¡

Design ¡and ¡fabrica5on ¡of ¡self-­‑sensing ¡composites ¡ with ¡embedded ¡nanofibers ¡ OBJECTIVE: ¡ RESULTS: ¡ Use ¡direct-­‑prin0ng ¡technique ¡to ¡ Temperature con develop ¡self-­‑sensing ¡composites ¡ troller Heating gas flow Temp. sensor with ¡embedded ¡mul0func0onal ¡ Heated Nozzle Polymer Gas heater nanofiber ¡network ¡ Vision system (CCD camera) High volta ge source Pulse signal control PARTNER: ¡ Substrate Stage Control Samsung ¡Research ¡America ¡ PC Motion control ¡ Contact: ¡ Dr. ¡Jinkyu ¡“JK” ¡Yang ¡ jkyang@aa.washington.edu ¡| ¡206.543.6612 ¡ ¡ Collabora0ve ¡Center ¡for ¡Advanced ¡Manufacturing ¡| ¡January ¡14, ¡2016 ¡| ¡Aerospace ¡Execu0ves ¡Forum ¡

Acous5c ¡emission ¡beamforming ¡for ¡detec5ng ¡and ¡ characterizing ¡damage ¡in ¡composite ¡materials ¡ ¡ OBJECTIVE: ¡ RESULTS: ¡ Develop ¡a ¡non-­‑invasive, ¡non-­‑ contact ¡method ¡for ¡real-­‑0me ¡ monitoring ¡of ¡composite ¡materials ¡ for ¡detec0ng ¡and ¡localizing ¡ damage ¡ PARTNERS: ¡ SMI, ¡Inc. ¡ ¡ ¡Toray ¡ for ¡ ¡ ¡ ¡ ¡material ¡support ¡ Contact: ¡ Dr. ¡Jinkyu ¡“JK” ¡Yang ¡ -­‑ ¡Capable ¡of ¡detec0ng ¡early ¡failure ¡ jkyang@aa.washington.edu ¡| ¡206.543.6612 ¡ ¡ of ¡composites ¡in ¡real ¡0me ¡ ¡ Collabora0ve ¡Center ¡for ¡Advanced ¡Manufacturing ¡| ¡January ¡14, ¡2016 ¡| ¡Aerospace ¡Execu0ves ¡Forum ¡

Iden5fica5on ¡of ¡weak ¡bond ¡damage ¡in ¡composites ¡ using ¡acous5c ¡solitons ¡ OBJECTIVE: ¡ RESULTS: ¡ To ¡detect ¡the ¡presence ¡of ¡weak ¡ ¡ bond ¡in ¡composites ¡in ¡two ¡steps: ¡ The ¡soliton-­‑based ¡ -­‑ ¡Introduce ¡delamina0on ¡in ¡weakly ¡ ¡ diagnos0c ¡technique ¡ ¡ ¡bonded ¡composites ¡using ¡solitons ¡ shows ¡promising ¡ -­‑ ¡Study ¡the ¡reflected ¡solitons’ ¡ ¡ results ¡in ¡terms ¡ ¡ ¡characteris0cs ¡for ¡iden0fying ¡debond ¡ ¡ detec0ng ¡weak ¡ ¡ bonds. ¡ PARTNERS: ¡ JCATI ¡ Contact: ¡ Dr. ¡Jinkyu ¡“JK” ¡Yang ¡ jkyang@aa.washington.edu ¡| ¡206.543.6612 ¡ ¡ Collabora0ve ¡Center ¡for ¡Advanced ¡Manufacturing ¡| ¡January ¡14, ¡2016 ¡| ¡Aerospace ¡Execu0ves ¡Forum ¡

Applica5on ¡of ¡shallow-­‑angle, ¡thin-­‑ply ¡laminates ¡to ¡ composite ¡wings ¡ ¡ OBJECTIVE: ¡ RESULTS: ¡ Inves0gate ¡the ¡effect ¡of ¡shallow-­‑ angle, ¡thin-­‑ply ¡laminates ¡on ¡the ¡ structural ¡performance ¡of ¡wings ¡ PARTNERS: ¡ Stanford ¡University ¡ Chomarat ¡ JCATI ¡ 64% ¡improvement ¡in ¡bending ¡ Contact: ¡ s5ffness-­‑to-­‑weight ¡ when ¡using ¡ Dr. ¡Jinkyu ¡“JK” ¡Yang ¡ shallow-­‑angle, ¡thin-­‑ply ¡laminates ¡ jkyang@aa.washington.edu ¡| ¡206.543.6612 ¡ compared ¡to ¡regular ¡laminates. ¡ ¡ Collabora0ve ¡Center ¡for ¡Advanced ¡Manufacturing ¡| ¡January ¡14, ¡2016 ¡| ¡Aerospace ¡Execu0ves ¡Forum ¡