Tehnologii și Operațiuni pentru Lansatoare Spațiale Strategice Reutilizabile (SALTO)
Proiectul SALTO a urmărit dezvoltarea și validarea unei metodologii avansate de monitorizare structurală în regim vibrațional, aplicabilă structurilor metalice și compozite utilizate în domeniul aerospațial.
Perioada: 14.07.2025 – 31.12.2025
Cod proiect: PN-IV-P8-8.1-PRE-HE-ORG-2025-0277
Proiectul a avut o singură etapă de implementare, intitulată „Monitorizarea experimentală a răspunsului unor structuri la vibrații. Analiza FEM. Validarea metodologiei SHM”. Activitățile derulate în cadrul etapei au avut în vedere evaluarea comportamentului la vibrații al unor structuri subțiri din aluminiu și material compozit, supuse unor vibrații controlate.
Pentru realizarea acestor studii au fost utilizate eșantioane plane și curbate instrumentate cu senzori piezoelectrici de tip PZT (PWAS) și senzori optici FBG. Testele experimentale au inclus măsurători ale semnăturii de impedanță electromecanică (EMI) și înregistrarea răspunsului optic la vibrații sinusoidale, aleatorii și de tip șoc. Această abordare a permis caracterizarea modurilor proprii ale structurilor și identificarea modificărilor locale de rigiditate.
Un element important al etapei a fost evaluarea influenței vibrațiilor externe asupra acurateței măsurătorilor EMI. În mod particular, au fost analizate diferențele dintre vibrațiile generate în mod controlat în cadrul experimentului și vibrațiile provenite din factori externi, la care structurile sunt adesea expuse în aplicații reale. Rezultatele au arătat că aceste vibrații externe pot modifica semnificativ forma semnăturii EMI, ceea ce reprezintă un aspect critic în aplicarea tehnicii pentru monitorizarea integrității structurale în medii operaționale.
Poziționarea senzorilor pe suprafața plăcilor a reprezentat o altă direcție de investigare. Testele au evidențiat că amplasarea centrală a senzorului PWAS utilizat pentru măsurătorile EMI și a senzorului FBG destinat măsurătorilor optice permite captarea eficientă a fenomenelor modale dominante, atât pentru structurile metalice, cât și pentru cele compozite. Acest aspect contribuie la creșterea sensibilității metodei și la obținerea unor date stabile și reproductibile.
În paralel cu testele experimentale a fost studiată stabilitatea mecanică a atașării senzorilor prin compararea a două tipuri de materiale adezive, unul permanent de tip epoxidic și unul temporar. Rezultatele au confirmat că adezivul epoxidic oferă o cuplare mecanică superioară, conducând la semnături EMI consistente, în timp ce adezivul temporar a prezentat tendințe de dezlipire sub vibrații repetate, reducând fidelitatea măsurătorilor.
Pentru validarea rezultatelor, datele experimentale au fost comparate cu analiza numerică efectuată prin metode FEM. Simulările au inclus identificarea frecvențelor modale în cazul plăcilor metalice și studii de propagare a undelor Lamb pentru plăcile compozite. Compararea răspunsurilor simulate cu cele măsurate a arătat o suprapunere bună a modurilor proprii și un comportament coerent între datele experimentale și cele numerice, confirmând acuratețea modelării și corectitudinea instrumentării.
Convergența rezultatelor obținute prin semnăturile EMI, senzorii PWAS și FBG, respectiv prin analiza FEM, demonstrează fiabilitatea metodologiei SHM evaluate în proiect. Aceasta permite detectarea și caracterizarea schimbărilor structurale incipiente în regim de vibrații și oferă un cadru experimental și numeric solid pentru aplicarea monitorizării structurale în contextul lansatoarelor spațiale și al altor structuri aerospațiale expuse solicitărilor dinamice.
Informații suplimentare se pot obține la sediul I.N.C.A.S. București.