Młody naukowiec opracowuje metodę wykrywania uszkodzeń maszyn i konstrukcji

Awaria samolotu, śmigłowca, turbiny wiatrowej lub rurociągu pociągają za sobą ogromne straty finansowe, a nierzadko ofiary w ludziach. Oznacza to, że firmy potrzebują technologii podwyższających poziom bezpieczeństwa konstrukcji. Nad rozwiązaniem istotnego problemu wykrywania uszkodzeń w elementach konstrukcji we wczesnym stadium rozwoju pracuje Paweł Malinowski z Zakładu Mechaniki Struktur Inteligentnych Instytutu Maszyn Przepływowych PAN.

"W początkowym etapie inwestycja w nową technologię jest kosztowna. Jednakże szybko może przynieść korzyści, gdyż zapobiega groźnym w skutkach awariom i pozwala przewidzieć wymagany dla przeglądu lub wymiany elementu przestój konstrukcji" - podkreśla w rozmowie z PAP Paweł Malinowski

Problem stanowi dla niego wyzwanie naukowe, ponieważ wymaga połączenia różnych dziedzin - w szczególności mechaniki, elektrotechniki i informatyki.

Młody naukowiec chce stworzyć skuteczną metodę określania położenia uszkodzenia w elemencie konstrukcji, na przykład w poszyciu samolotu lub na łopacie turbiny wiatrowej. Opracowuje procedury przetwarzania sygnałów w celu wyodrębnienia informacji o uszkodzeniu. Rozwijane przez niego metody będą porównywane z innymi nieniszczącymi metodami diagnostycznymi.

"Podstawą mojej metody jest wykorzystanie materiałów funkcjonalnych, jakimi są przetworniki piezoelektryczne, do wzbudzenia i odbioru fal sprężystych. Przetworniki te mocowane są do konstrukcji. Przyłożenie napięcia elektrycznego do ich elektrod wywołuje ich odkształcenie i w ten sposób działają jako nadajniki fal. Z drugiej strony ich odkształcenie powoduje pojawienie się ładunków elektrycznych na okładkach, a tym samym działają one jako odbiorniki fal" - opisuje rozmówca PAP.

Malinowski zamierza wykorzystać zjawisko interferencji fal. Uważa, że pozwoli ono na wzmocnienie sygnału użytecznego w stosunku do szumu. Jest to istotne, jeżeli metoda ta ma być stosowana do monitorowania konstrukcji podczas ich pracy.

Według badacza, wynikami jego prac może być zainteresowany sektor transportowy - w tym lotniczy, energetyczny - a w szczególności energii odnawialnych ze względu na turbiny wiatrowe, gazowniczy i petrochemiczny.

"Zastosowanie wyników moich badań do rzeczywistych konstrukcji pozwoli na ich weryfikację i pokaże, czy metody lokalizacji uszkodzeń przeze mnie rozwijane spełnią swoje zadanie w rzeczywistości. Obecnie, w ramach projektu badawczego POIG MONIT zespół, którego jestem członkiem. współpracuje z PZL Świdnik. Badamy eksperymentalnie fragmenty rzeczywistych śmigłowców" - zdradza naukowiec.

Malinowski otrzymał stypendium programu InnoDoktorant, które zapewniło mu komfort finansowy podczas pracy nad doktoratem. Zakończył już badania numeryczne i eksperymentalne, pod koniec czerwca przygotował pierwszą wersję swojej rozprawy. Czeka na opinię i wskazówki promotora, prof. dra hab. inż. Wiesława Ostachowicza. KOL

PAP - Nauka w Polsce