Life cycle monitoring and damage detection are vital for tracking any structure’s structural integrity. As we know, aircraft and helicopters operate in a very complex and unpredictable environment. Therefore, a monitoring system is crucial to monitor, predict, and investigate the structure condition as it encounters fatigue and unprecedented scenarios during its lifetime. Fiber optic sensors are best suitable for this purpose. These sensors offer desirable characteristics like durability, stability, longevity, and immunity to electromagnetic radiation and electrical noises. Hence, the usage of these optical fiber sensors in structural health monitoring is gaining momentum by the day. Fiber Bragg Grating sensors are primarily used in composite structures for monitoring. In this work, the primary focus was developing techniques to integrate fiber optic sensors into the composite structures using the quick-pack to obtain very thin composite lamina with reinforced fiber optic sensors. The work also captured the feasibility of embedding multiple fiber optic sensors using the developed integration techniques. Furthermore, this study also deals with the possibility of decoupling the torsion and bending measurements using two fiber optic sensors at the exact location. The whole work has been carried out to implement the monitoring system in the helicopter rotor blade made of composite materials. Hence, a small experimental activity has to be performed to verify the work.

Il monitoraggio del ciclo di vita e il rilevamento dei danni sono vitali per monitorare l’integrità strutturale di qualsiasi struttura. Come sappiamo, aerei ed elicotteri operano in modo molto complesso e ambiente imprevedibile. Pertanto, un sistema di monitoraggio è fondamentale per monitorare, prevedere e studiare le condizioni della struttura quando incontra fatica e senza precedenti scenari durante la sua vita. I sensori in fibra ottica sono i più adatti a questo scopo. Questi sensori offrono caratteristiche desiderabili come durata, stabilità, longevità e immunità alle radiazioni elettromagnetiche e ai disturbi elettrici. Quindi, l’uso di queste fibre ottiche i sensori nel monitoraggio della salute strutturale stanno guadagnando slancio di giorno in giorno. I sensori in fibra di Bragg Reticolo sono utilizzati principalmente nelle strutture composite per il monitoraggio. In questo lavoro, l’obiettivo principale era lo sviluppo di tecniche per integrare i sensori in fibra ottica nelle strutture composite utilizzando il quick-pack per ottenere una lamina composita molto sottile con sensori in fibra ottica rinforzati. Il lavoro ha anche catturato la fattibilità dell’incorporamento sensori multipli in fibra ottica utilizzando le tecniche di integrazione sviluppate. Inoltre, questo lo studio si occupa anche della possibilità di disaccoppiare le misure di torsione e flessione utilizzando due sensori in fibra ottica nella posizione esatta. L’intero lavoro è stato svolto per implementare il sistema di monitoraggio nell’elicottero pala del rotore in materiali compositi. Quindi, una piccola attività sperimentale deve essere eseguita per verificare il lavoro.

Development of an innovative Integration tecnique for embedded fiber optic based HUMS : application to a composite rotor blade

Adusumilli, Jeevan Kishore
2021/2022

Abstract

Life cycle monitoring and damage detection are vital for tracking any structure’s structural integrity. As we know, aircraft and helicopters operate in a very complex and unpredictable environment. Therefore, a monitoring system is crucial to monitor, predict, and investigate the structure condition as it encounters fatigue and unprecedented scenarios during its lifetime. Fiber optic sensors are best suitable for this purpose. These sensors offer desirable characteristics like durability, stability, longevity, and immunity to electromagnetic radiation and electrical noises. Hence, the usage of these optical fiber sensors in structural health monitoring is gaining momentum by the day. Fiber Bragg Grating sensors are primarily used in composite structures for monitoring. In this work, the primary focus was developing techniques to integrate fiber optic sensors into the composite structures using the quick-pack to obtain very thin composite lamina with reinforced fiber optic sensors. The work also captured the feasibility of embedding multiple fiber optic sensors using the developed integration techniques. Furthermore, this study also deals with the possibility of decoupling the torsion and bending measurements using two fiber optic sensors at the exact location. The whole work has been carried out to implement the monitoring system in the helicopter rotor blade made of composite materials. Hence, a small experimental activity has to be performed to verify the work.
RIGAMONTI, DANIELA
ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
6-ott-2022
2021/2022
Il monitoraggio del ciclo di vita e il rilevamento dei danni sono vitali per monitorare l’integrità strutturale di qualsiasi struttura. Come sappiamo, aerei ed elicotteri operano in modo molto complesso e ambiente imprevedibile. Pertanto, un sistema di monitoraggio è fondamentale per monitorare, prevedere e studiare le condizioni della struttura quando incontra fatica e senza precedenti scenari durante la sua vita. I sensori in fibra ottica sono i più adatti a questo scopo. Questi sensori offrono caratteristiche desiderabili come durata, stabilità, longevità e immunità alle radiazioni elettromagnetiche e ai disturbi elettrici. Quindi, l’uso di queste fibre ottiche i sensori nel monitoraggio della salute strutturale stanno guadagnando slancio di giorno in giorno. I sensori in fibra di Bragg Reticolo sono utilizzati principalmente nelle strutture composite per il monitoraggio. In questo lavoro, l’obiettivo principale era lo sviluppo di tecniche per integrare i sensori in fibra ottica nelle strutture composite utilizzando il quick-pack per ottenere una lamina composita molto sottile con sensori in fibra ottica rinforzati. Il lavoro ha anche catturato la fattibilità dell’incorporamento sensori multipli in fibra ottica utilizzando le tecniche di integrazione sviluppate. Inoltre, questo lo studio si occupa anche della possibilità di disaccoppiare le misure di torsione e flessione utilizzando due sensori in fibra ottica nella posizione esatta. L’intero lavoro è stato svolto per implementare il sistema di monitoraggio nell’elicottero pala del rotore in materiali compositi. Quindi, una piccola attività sperimentale deve essere eseguita per verificare il lavoro.
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