نمونه های آزمایشی
نمونه های آزمایشی، دو تَب (باریکه) کامپوزیت تقویت شده با الیاف کربن بودند که عیوب ایجاد شده در آنها با چسباندن وصله، تعمیر شده بودند. همانگونه که در شکل ۱ پیداست، نمونه های مذکور مورد بازرسی قرار گرفتند. زیر لایه کامپوزیتی این باریکه ها از ۵ لایه های مذکور با زاویه ۹۰۰/. چیده شده بودند. ابتدا با روش سنباده زنی و با استفاده از یک عامل چربی زدا، سطح باریکه ها تمیز گردید و آنگاه وصله های تعمیری به صورت دستی بر روی زیر لایه باریکه ها اعمال شدند. وصله های تعمیری از ۵ لایه الیاف کربن انحصاری شرکت هِکسِل تشکیل شده بودند که با نام تجاری هکسل ۴۳۲۸۰ شناخته می گردند. الیاف مذکور به رزین اپوکسی انحصاری شرکت اِپوکَست غشته شده بودند که از دو جزء A و B تشکیل شده و نام تجاری آن اِپوکَست ۵۲ می باشد. در دمای ۶۰ درجه سانتیگراد رزین مذکور از گرانروی پایینی برخوردار است و الیاف به خوبی با آن آغشته میگردد. در این وصله ها الیاف با زاویه ۹۰۰/. روی یکدیگر چیده شدند. پس از آنکه چیدمان پنج لایه به اتمام رسید، باریکه ها به مدت ۴ ساعت در کوره خلاء قرار گرفتند. به این ترتیب در دمای ۹۵ درجه سانتیگراد و فشار ۷۰۰- میلیمتر جیوه، رزین این باریکه های کامپوزیتی نیز پخت گردید. شکل ۱ دو باریکه کامپوزیتی ۵ لایه را نشان می دهد که در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفتند.
روش های ارزیابی:
روش آلتراسونیک سی اسکن
یکی از روش های سنتی بازرسی غیر مخرب استفاده از روش آلتراسونیک (فراصوت) است که در آن امواج صوتی به سوی یک قطعه فرستاده می شود و در صورت وجود عیوبی در آن قطعه، امواج مذکور به سوی منبع ایجاد صوت بر میگردد و ثبت می شود. معمولا برای فرستادن و ثبت سیگنال های فراصوت از یک مبدل استفاده می گردد. در این روش دو نوع سیگنال ثبت می گردد که یکی از آنها سیگنالی است که از سطح رویی قطعه منعکس گردیده و دیگری سیگنالی است که پس از برخورد با سطح زیرین قطعه، به سوی مولد برگشته است.اگر داخل قطعه عیبی وجود داشته باشد، پالس های دیگری نیز ثبت می گردند. این پالس های اضافی بین دو پالس اصلی ثبت می شوند. اگر تنها یک طرف قطعه قابل دسترسی باشد، برای پیدا کردن عیوب موجود در آن از روش آلتراسونیک سی اسکن استفاده می گردد. در روش سی اسکن اطالاعات حاصل از امواج فراصوتی که به قطعه برخورد کرده است، به صورت دوبعدی نمایش داده می شود. در تصاویر مذکور، شدت روشنایی پیکسل(کوچکترین نقطه تشکیل دهنده تصویر)، دامنه سیگنال های انتقالی را نشان می دهد. این اطلاعات توسط دستگاه آلتراسوینک از نوع پالس اِکو جمع آوری می گردد. دستگاه مذکور پالس های کوتاهی را با ولتاژ بالا به مبدل اعمال می کند. این پالس ها درون پراب به لرزش های مکانیکی تبدیل می شوند و لرزش های مکانیکی مذکور به درون قطعه مورد آزمایش ارسال می گردد. در آزمون فراصوت بر حسب کاربرد، مبدل ها در موقعیت مختلفی از قطعه قرار می گیرند. اگر مبدل ها در آرایش پالس – اکو (پژواک ) قرار گیرند، از آنها هم به عنوان فرستنده و هم به عنوان گیرنده استفاده می شود. به این صورت که مبدل، پالسی را به داخل نمونه می فرستد و سیگنال مذکور در صورت برخورد با عیوب موجود منعکس می شود و بخشی از آن بار دیگر توسط مبدل دریافت می شود. فاصله زمانی بین ارسال پالس و دریافت پژواک برای محاسبه فاصله عیب از پِراب به کار می رود. یک دستگاه تشخیص، این نتایج را به شکل یک سیگنال دارای دامنه نشان می دهد که دامنه نشان دهنده شدت بازتاب و فاصله بین دو موج نشان دهنده زمان است. در نهایت از روی مختصات مکانی اسکن دو بعدی (x-y) تصاویری تهیه می شود. اگر مبدل بر روی نمونه مورد آزمایش حرکت کند و یکی از سطوح نمونه پایش شود، سیگنال حاصله تصویری سه بعدی را ارائه می دهد که به آن سی اسکن گفته می شود.
در این تحقیق هر دو نمونه با استفاده از وصله های کامپوزیتی تعمیر شدند و با روش آزمون غیر مخرب فراصوت مورد آزمایش قرار گرفتند و نتایج به صورت تصاویر سی اسکن ثبت شدند. مبدل فراصوتی که در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفت، با فرکانس مرکزی ۵ مگاهرتز کار می کند. فرکانس مرکزی توانایی یک مبدل را نشان می دهد. فرکانس های پایین تر از ۵/۰ مگاهرتز تا ۲۵/۲ مگاهرتز انرژی بالاتری دارند و در نمونه بهتر نفوذ می کنند. در حالیکه کریستال های (مبدل های پیزوالکتریک) با فرکانس های بالاتر (۱۵الی ۲۵ مگاهرتز) در نمونه کمتر نفوذ می کنند اما نسبت به عیوب کوچکتر از خود حساسیت بالایی نشان می دهند. در صورتیکه مبدل های با فرکانس بالا با تجهیزات مناسب مورد استفاده قرار گیرند، می توانند ضخامت نمونه را دقیق تر اندازه بگیرند و عیوب را بهتر تفکیک نمایند.
در تحقیق حاضر تصاویر به دست آمده از نمونه های مورد آزمایش با وضوح فضایی (قدرت تفکیک پذیری) ۵/۰ میلیمتر اسکن شدند. شکل ۲ نتایج بازرسی های مذکور را نشان می دهد.

نتایج بازرسی ها حاکی از آن بود که در تصویر سی اسکن نمونه بدون عیب که در شکل ۲-الف ملاحظه می گردد، لایه های کامپوزیتی وصله تعمیری کاملا به زیر لایه چسبیده بودند. در حالیکه تصویر سی اسکن نمونه عیب دار محل هایی را نشان می داد که در آنجا وصله تعمیری به زیر لایه نچسبیده بود. در شکل ۲-ب محل های مذکور به صورت نقاط روشنی به چشم می خورند. همانطور که در شکل ۱-ب نیز نشان داده شده است، این جداشدگی در محل قرار گرفتن اینسِرت های (نوعی مهره) تفلونی رخ داده بود.