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Examinando (Naval) Artículos por Autor "Frövel, Malte"
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Publicación Acceso Abierto Ensayos biaxiales sobre sensores de fibra óptica basados en redes de Bragg(AEMAC- Asociación Española de Materiales Compuestos, 2021-07-19) González Gallego, Manuel; Terroba, Félix; Frövel, Malte; Moravec, C.; Martínez Vicente, Juan Luis; Serna, M. C.Los sensores de fibra óptica basados en redes de Bragg, ampliamente usados en sistemas de monitorización estructural, son sensores cuyo funcionamiento es perfectamente conocido desde el punto de vista teórico cuando son sometidos a deformaciones en la dirección de la propia fibra. No obstante, las deformaciones transversales tienen efecto en el comportamiento de la fibra óptica como sensor, aunque dicho efecto ha sido menos estudiado y es menos conocido. Cuando un sensor se encuentra embebido en una estructura de material compuesto, sudeformación rara vez es unidireccional, debido a la presencia de estados de carga complejos o al efecto que el módulo de Poisson tiene sobre la deformación del propio laminado.El objetivo del trabajo es someter al sensor a un estado de deformación controlado en los dos ejes del plano principal mediante la aplicación de cargas perpendiculares entre sí. Para ello, se va a realizar una campaña de ensayos biaxiales sobre probetas de material compuesto con sensores de fibra óptica embebidos. Con esta metodología de ensayos en el plano, se observará la influencia de las deformaciones transversales en los valores de deformación longitudinal medidos por el sensor.Para la realización de los ensayos biaxiales se ha utilizadouna máquina de ensayos que permite controlar las cargas aplicadas en las tres direcciones espaciales de forma independiente y un equipo de medición de deformaciones mediante correlación digital de imagen (CDI). De esta forma, se realizará una caracterización del sensor antes dicho bajo un estadode cargas. Bragg Grating based optical fibre sensors are widely used for structural monitoring. Its operation is theoretical well known when deformations are measured along the fibre axes. Nevertheless, transversedeformations of the optical fibre have an effect thataffects the performance of the sensors. This transverse effect has not been so deeply studied as the longitudinal and it is less known. When a sensor is embedded in a composite structure, its deformation is rarely unidirectional because of the presence ofcomplex loads cases and/or the Poisson module effect on the deformation of the lamination. A test campaign of biaxial composite material specimens with embedded fibre optic sensors is going to be performed. The work pursues to create controlled deformation cases to the sensor in the two main axes of its plane, by means of perpendicular loads in each axis. Following this test methodology in the plane, it will be observed the influence of the transverse deformations on the values of the longitudinal deformation measured by the sensors. To carry out the biaxial tests it has been used equipment that allows the control of the applied load in the three coordinate axes independently. It also been used a digital image correlation (DIC) equipment for measuring the deformations. Characterization of the sensors will be carried out with different load case tests.Publicación Acceso Abierto Fiber bragg gratings sensor strain–optic behavior with different polymeric coatings subjected to transverse strain(Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI), 2024-04-27) González Gallego, Manuel; Terroba, Félix; Martínez Vicente, Juan Luis; González del Val, Miguel; López Cela, Juan José; Frövel, Malte; Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA); Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN)This research work is based on a previous study by the authors that characterized the behavior of FBG sensors with a polyimide coating in a structural monitoring system. Sensors applied to structural health monitoring are affected by the presence of simultaneous multidirectional strains. The previous study observed the influence of the transverse strain (ey) while keeping the longitudinal strain constant (ex), where the x direction is the direction of the optical fiber. The present study develops an experimental methodology consisting of a biaxial test plan on cruciform specimens with three embedded FBG sensors coated with polyimide, acrylate, and ORMOCER®. Applying the Strain–Optic Theory as a reference, a comparison of the experimental values obtained with the different coatings was studied. This experimental work made it possible to study the influence of the transverse strain (ey) on the longitudinal measurements of each FBGS and the influence of the coating material. Finally, the calibration procedure was defined as well as K (strain sensitivity factor) for each sensor.Publicación Acceso Abierto Los materiales compuestos en el ICTS-CEHIPAR(AEMAC- Asociación Española de Materiales Compuestos, 2021-01-18) Martínez Vicente, Juan Luis; González Gallego, Manuel; Terroba, Félix; Frövel, Malte; Valle, Jesús; de la Rosa Escribano, Juan Carlos; Serna, M. C.; Martínez, J. L. [0000-0001-9046-8237]El Centro de Experiencias Hidrodinámicas de El Pardo (ICTS-CEHIPAR), considerado como Infraestructura Científica y Técnica Singular (ICTS), es parte de la Subdirección General de Sistemas Navales (SGSN) del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial “Esteban Terradas” (INTA). En el Departamento de Tecnología y Ensayos del ICTS-CEHIPAR, se ha creado recientemente una línea de investigación aplicada a la industria naval y centrada en el estudio de materiales compuestos. En esta línea de investigación se ha marcado como objetivo la monitorización de esfuerzos estructurales en materiales compuestos mediante sensores de fibra óptica en redes de Bragg de difracción (FBGS). Desde el ICTS-CEHIPAR se persigue la mejora de los procedimientos constructivos de modelos para buques y artefactos navales y por ello, el uso de materiales compuestos en estos procedimientos. En este sentido, la implementación de técnicas de instrumentación para la monitorización de esfuerzos en dichos materiales es necesaria para detectar posibles daños debidos a diferentes causas que pueden ocurrir a lo largo de su vida útil. Los resultados obtenidos en los ensayos a escala permitirán aplicar a buques reales las metodologías de fabricación e instrumentación estudiadas, con el fin de incrementar su seguridad y optimizar su mantenimiento.Publicación Acceso Abierto Monotorización de la salud estructural de un material compuesto mediante sensores FBGS(Sociedad Española de Materiales, 2022-06-02) González Gallego, Manuel; Martínez Vicente, Juan Luis; Terroba, Félix; Frövel, Malte; Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN)En este trabajo se presenta la campaña de ensayos biaxiales llevada a cabo con el fin de caracterizar la influencia de cargas transversales en los sensores de fibra óptica en redes de Bragg (FBGS) con diferentes materiales de recubrimiento. Para la caracterización de los sensores FBG se ha optado por un diseño de probeta con geometría cruciforme, como medio material estructural de análisis del campo de deformaciones. En estas probetas, los sensores se han colocado en la zona central, alineada con dos de los brazos y perpendicular a los otros dos. Los ensayos biaxiales se han prolongado hasta alcanzar el 70% de la carga máxima soportada por el material compuesto, con el que está fabricada la probeta cruciforme. Las probetas ensayadas se han laminado a partir de tejido unidireccional reforzado con fibra de carbono y resina epoxi, utilizado en estructuras monolíticas navales. Este proyecto de investigación se enmarca en el Convenio de colaboración existente entre INTA y la UCLM.Publicación Restringido Study of the transverse strain effect on the Fiber Bragg Grating Sensor (FBGS) response with polyimide coating under experimental biaxial tests(Elsevier, 2023-12-15) Martínez Vicente, Juan Luis; González Gallego, Manuel; Terroba, Félix; Frövel, Malte; López Cela, Juan José; Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha; Agencia Estatal de Investigación (AEI); Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN)The aim of this research work is to study the behaviour of Fiber Bragg Grating (FBG) sensors to interpret their response more accurately in a structural monitoring system. In the presence of a complex stress state, a structure is subjected to strain fields in multiple directions simultaneously and the sensors used for its structural monitoring are affected as well. However, the traditional procedure to calibrate FBG sensors consists of uniaxial tensile tests to calculate a strain sensitivity factor () that relates the sensor response to the strain measured during the test. In this study, a polyimide coated FBG sensor is embedded in a cruciform composite specimen to analyse its response to biaxial strain states. The experimental methodology has consisted of carrying out a campaign of biaxial tests on this specimen in which the longitudinal strain () has been kept constant and the transverse strain () has been varied by means of a triaxial testing machine to reproduce different plane stress states. Biaxial tests have allowed to study experimentally the influence of the on the longitudinal measurement of the FBG sensor and therefore on the calibration procedure. Finally, the experimental results obtained in both uniaxial and biaxial tests have been compared to the strain-optic theory.Publicación Acceso Abierto Thermal expansion calculation using FBGS in cryogenic applications(Elsevier, 2024-09-15) González del Val, Miguel; Martínez Olmo, José Manuel; Terroba, Félix; Cabrerizo, F.; Turon, Albert; Renart, J.; Frövel, Malte; Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN); Agencia Estatal de Investigación (AEI)This study presents the measurement of the thermal expansion of aluminum alloy 6061 at cryogenic temperatures using Helium as the cooling medium. Three distinct tests were conducted to evaluate thermal expansion: two with gradual and natural heating of the material, and a third with temperature stabilization at key points. Measurements were carried out using Fiber Bragg Grating Sensors (FBGS), which provided precise and reliable data on the material's thermal behavior. The obtained results were compared with reference curves from the National Institute of Standards and Technology (NIST), showing good agreement and validation of the employed methods. This research highlights the effectiveness of using FBGS in measuring thermal expansion under cryogenic conditions and the importance of heating procedures in obtaining accurate data.
