Internal porosity detection with a non-destructive testing approach in additively manufactured samples

Abstract

Bu çalışmada, deneysel modal analiz ve sonlu elemanlar yöntemiyle modal analiz gibi çeşitli tahribatsız muayene yöntemleri kullanılarak eklemeli imalat yöntemleri ile üretilen farklı parçalarda kusur tespiti konusu incelenmiştir. Kasıtlı olarak modellenmiş farklı kusurlara sahip kiriş modelleri ve hatasız bir kiriş numunesi üretilmiş ve model bütünlükleri X-ışını radyografisi kullanılarak doğrulanmıştır. Numuneler daha sonra yüksek çözünürlüklü lazer mesafe sensörü kullanan mekanik bir titreşim testi düzeneğine takılmış ve bir darbe çekici aracılığıyla titreşmesi sağlanmıştır. Test sırasında üretilen sinyaller daha sonra Hızlı Fourier Dönüşümü algoritmaları ile işlenerek numunelerin frekans tepki fonksiyonları, doğal frekans değerleri ve bunlara karşılık gelen frekans tepkisi genlikleri belirlenerek kusurlu numuneleri tespit edebilen bir sistem oluşturulmuştur. Bu sistem kullanılarak, kusurlu numuneler, doğal frekans değerleri ve bu frekanslardaki frekans tepkisi büyüklükleri gibi modal davranışlarındaki değişiklikler yoluyla tespit edilmiştir.

In this work, defect detection in different parts that are produced with additive manufacturing methods using various non-destructive methods such as experimental modal analysis and finite element modal analysis were examined. Beam models with different deliberately modeled defects and a defect-free sample were produced and model integrities were validated using X-ray radiography. The samples then fitted to a mechanical vibration testing setup that employs high-fidelity laser distance sensors and set under vibration via an impact hammer. The signals produced during the test were then processed with Fast Fourier Transform algorithms to determine the samples' frequency response functions and natural frequency values, and their corresponding response amplitudes for generating a system that can detect defective samples. By using this system, defective samples were identified through changes in their modal behavior, such as natural frequency values and frequency response magnitudes in those frequencies.