Index of /rozprawy2/11241

(1)

Projektowanie czujników dla diagnostyki konstrukcji opartych

o nanomateriały węglowe

Wszystkie konstrukcje mechaniczne są starannie zaprojektowanie pod względem teorii sprężystości. Naprężenia oraz odkształcenia są podstawowymi wielkościami branymi pod uwagę ze względu na wpływ na bezpieczeństwo całej konstrukcji. Z punktu widzenia pomiarowego, odkształcenia stanowią kluczową role w ocenie stanu konstrukcji.

W związku z powyższym, niniejsza praca koncentruje się na projektowaniu i opracowywaniu pokryć (powłok) opartych o nanomateriały węglowe, które potencjalnie mogą pozwolić na pomiar odkształcenia całej powierzchni struktury, a nie jak do tej pory punktowo. W tej pracy, dwie procedury wytwarzania takich pokryć zostały opracowane: metoda sitodruku oraz metoda natryskowa (spray). Został zbadany wpływ odkształcenia na zmianę rezystywności takich struktur, a także wpływ zawartości CNT w kompozycie na odpowiedź tych czujników.

Dodatkowo, został stworzony wieloskalowy model numeryczny, którego zadaniem było określenie odpowiedzi czujników pod wpływem odkształcenia. Taki model pozwala m.in. na zaprojektowanie własności pokryć bazujących na CNT i polimerze a priori.

(2)

Design and development of the sensors for Structural Health Monitoring

(SHM) based on the carbon nanomaterials

All mechanical structures while designed are carefully checked in point of view of theory of elasticity. Stresses and strains are the close subject during all stages of the development of the mechanical structure because they play the most vital role considering the safety. Thus, strain measurement plays they key role in order to assess the health status of the structure.

Therefore, main focus of this thesis is design and development of strain sensing coatings (sensors) based on carbon nanomaterials for Structural Health Monitoring which potentially could be used for large scale sensing. In this thesis, two fabrication procedures regarding production of such coatings is presented namely screen printing and spray coating. Influence of the content of CNT's within the polymer on the response of such sensors is investigated. Moreover, change of the resistivity of such sensors due to the mechanical deformation is investigated within scope of this work.

In order to facilitate the design process and to investigate multidomain relationships between sensor's parameters and its properties, numerical models and simulations of CNT-based structures have been carried out with the primary focus on investigation of electrical conductivity for various concentrations of CNTs within the composite material.