1, Spojovacie prvky používané s kompozitnými laminátmi
Mnoho spoločností vyrába špecializované spojovacie prvky pre kompozitné konštrukcie. Bežne sa používa niekoľko typov spojovacích prvkov: závitové spojovacie prvky, zaisťovacie skrutky, slepé skrutky, slepé nity a špeciálne spojovacie prvky pre mäkké konštrukcie, ako sú voštinové panely. Hlavným rozdielom medzi spojovacími prvkami pre kovové a kompozitné konštrukcie je materiál, priemer obsadený maticou a maticou.
2, Opatrenia na ochranu proti korózii
Pri použití s väčšinou spojovacích materiálov ani sklenené vlákna, ani kompozity vystužené kevlarom nespôsobujú problémy s koróziou. Kompozity vystužené uhlíkovými vláknami sú však dosť negatívne, keď sa používajú s materiálmi, ako je hliník alebo kadmium, čo sú bežné povlaky používané na ochranu proti korózii spojovacích prvkov.
3, spojovací materiál
Titánová zliatina Ti-6Al-4V je najbežnejšou zliatinou používanou na spojovacie prvky v kompozitných štruktúrach vystužených uhlíkovými vláknami. Austenitické nehrdzavejúce ocele, vysokoteplotné zliatiny (napr. A286), viacfázové zliatiny (napr. MP35N alebo MP159) a zliatiny niklu (napr. zliatina 718) sa tiež javia ako veľmi kompatibilné s kompozitmi z uhlíkových vlákien.
4, Upevňovacie systémy pre sendvičové voštinové štruktúry
IV. Upevňovacie systémy pre sendvičové voštinové konštrukcie
Upevňovacie systémy s nastaviteľnou podporou predpätia (ASP) poskytujú jednoduchý spôsob upevnenia kompozitov, mäkkých jadier, kovov alebo iných materiálov, ktoré sú citlivé na upnutie upevňovacieho prvku alebo silové podmienky inštalácie. Uzamykacia sila je plynule nastaviteľná v rámci maximálnych odporúčaných limitov krútiaceho momentu bez ďalšieho zaťaženia počas inštalácie uzamykacej obruče. Upevňovacie prvky sú dostupné v dvoch typoch. Asp® má plnú stopku a 2Asp® má stopku pilotného typu. Asp® má plnú stopku a 2Asp® má stopku pilotného typu, ako je znázornené na obrázku 76 a obrázku 77.
Obrázok 76: Upevňovací systém ASP
Obrázok 77: Postup inštalácie systému ASP Fastener
5,Hi-Lok® and Huck-Spin® zaisťovacie skrutkové spojovacie prvky
Väčšina kompozitných primárnych konštrukcií používaných v leteckom priemysle je upevnená pomocou upevňovacích skrutiek Hi-Loks® (Hi-Shear Corp.) alebo Huck- Spin® pre trvalé inštalácie. Hi-Lok® je závitový spojovací prvok, ktorý obsahuje na závitovom konci imbusový kľúč v reakcii na krútiaci moment aplikovaný na spoj. Spojovacia páska obsahuje krehké časti, ktoré sa oddeľujú pri vopred stanovenej hodnote krútiaceho momentu. Ako je znázornené na obrázku 78.
Obrázok 78: Inštalácia Hi-Lok®
Táto blokovacia skrutka pozostáva z blokovacej obruče, ktorá je vtlačená do drážky krúžku. Je k dispozícii v dvoch typoch: Ťahaný typ a typ Stake. Najbežnejší je ťahový typ, pri ktorom sa na axiálne zaťaženie výkovku uzamykacej obruče používa krehký čapový chvost. Keď kovacie zaťaženie dosiahne vopred stanovenú hranicu, hrot čapu sa uvoľní v nebezpečnej drážke. Inštaláciu zámkových skrutiek Hi-Lok® a vyťahovacích-typov Huck-Spin® môže vykonať technik na jednej strane konštrukcie. Na druhej strane zaisťovacie skrutky s kolíkmi vyžadujú podporu na jednej strane hlavy upevňovača, aby sa vyrovnali s operáciou lisovania. Táto metóda sa zvyčajne používa pre automatizované zostavy detailných štruktúr, kde spojenie nie je problémom.
Špecifické rozdiely v spojovacích prvkoch pre kompozitné konštrukcie sú minimálne v porovnaní s kovovými konštrukciami. S Hi-Lok® je jediným problémom kompatibilita materiálov; hliníkové objímky sa neodporúčajú. Štandardné objímky sú zvyčajne A286, nehrdzavejúca oceľ 303 a zliatiny titánu. Zaisťovacie kolíky Huck-Spin® vyžadujú západku v tvare viečka-, ktorá obsahuje prírubu na rozloženie vysokých zaťažení ložiska počas inštalácie. Zaisťovacie kolíky určené pre kompozitnú konštrukciu majú šesť prstencových drážok, zatiaľ čo kovová konštrukcia má päť. Je to znázornené na obrázkoch 79 a 80.
Obrázok 79: Zaisťovacie skrutky Huck-Spin®
Obrázok 80: Postup inštalácie Huck-spin®
6,Eddie{1}}Skrutky®
Upevňovacie prvky Eddie-Bolt® (Alcoa) majú podobný dizajn ako Hi- Loks® a sú prirodzenou voľbou pre kompozitné štruktúry z uhlíkových vlákien. Čapy Eddie-Bolt® sú navrhnuté s vybraniami v závitovej časti, ktoré umožňujú pozitívne zaistenie počas inštalácie pomocou špeciálne navrhnutých spojovacích matíc alebo spojov. Spojovacia matica má tri závesné jazýčky, ktoré fungujú ako hnacie rebrá.
Počas inštalácie, pri vopred stanovenom predpätí, padacie jazýčky stlačia materiál matice do drážok špirály a vytvoria uzamykací prvok. Výhodou kompozitnej konštrukcie je, že je možné použiť titánové matice, ktoré sú kompatibilné a šetria hmotnosť bez obáv z opotrebovania. Matica sa voľne otáča a vytvára uzamykaciu funkciu na konci cyklu inštalácie. Zobrazené na obrázku 81.
Obrázok 81: Eddie Bolts® Eddie Bolts
7, nit s dutým koncom Cherry's E-Z Buck® (CSR90433)
Nity s dutým koncom broskyňového typu E-Z Buck® sú vyrobené zo zliatiny titánu-nióbu s pevnosťou v šmyku 40 KSI.E-Nity Z Buck® sú určené pre aplikácie s dvojitým lícovaním v palivových nádržiach. Hlavnou výhodou tohto typu nitov je, že vyžaduje menej ako polovičnú silu ako pevný nit z rovnakého materiálu. Nity sú vybavené buď automatickým nitovacím zariadením alebo extrudérom nitov. Špeciálne voliteľné matrice zabezpečujú, že extrudér je počas inštalácie vždy vycentrovaný, aby nedošlo k poškodeniu konštrukcie. Zobrazené na obrázku 82.
Obrázok 82: Dutý nit Peach E-Z
8, Slepé spojovacie prvky
Kompozitné konštrukcie nevyžadujú toľko spojovacích prvkov ako kovové lietadlá, pretože výstuhy a zdvojovače sú spolu-vytvrdené s plášťom, čím sa eliminuje potreba mnohých spojovacích prvkov. V kompozitných konštrukciách vedie zväčšená veľkosť panelov lietadla k neprístupným zadným partiám. Preto sa v týchto oblastiach musia použiť skrutkové a maticové dosky so zaslepenými upevňovacími prvkami. Mnoho výrobcov vyrába slepé spojovacie prvky pre kompozitné konštrukcie a niektoré z týchto prípadov sú popísané nižšie.
8.1 Slepé skrutky
Cherry Maxibolt® (Peach Maxi Bolt) je vyrobený z titánu a je kompatibilný s kompozitnými štruktúrami. maxibolt® má pevnosť v šmyku 95 KSI. môže byť inštalovaný z jednej strany pomocou G-83 alebo ekvivalentného pneumaticko-hydraulického inštalačného nástroja a je dostupný v 100-stupňovom prevedení, 130-stupňovom zapustenom a vyčnievajúcom. Zobrazené na obrázku 83.
Obrázok 83: Titán pre Peach Maxi Bolts
Systém zaslepovacích skrutiek Alcoa UAB™ je určený pre kompozitné konštrukcie a je k dispozícii v titánovej aj nehrdzavejúcej oceli. Systém zaslepovacích skrutiek UAB™ je k dispozícii v typoch plochých 100 stupňov, 130 stupňov zapustených a vyčnievajúcich hláv.
Upevňovací systém žalúzií Accu-Lok™ je navrhnutý pre kompozitné konštrukcie, kde je prístup obmedzený len na jednu stranu konštrukcie. Kombinuje vysoké predpätie spoja so stopami veľkého priemeru na tmavej strane. Veľká pôdorysná plocha umožňuje distribuované predpätie spoja na väčšiu plochu, čím sa prakticky eliminuje možnosť delaminovanej kompozitnej štruktúry. Accu-Lok™ má pevnosť v šmyku 95 KSI a je k dispozícii v typoch 100-stupňovej plochej, 130-stupňovej zapustenej hlavy a vyčnievajúcej hlavy. Podobný spojovací prvok navrhnutý spoločnosťou Monogram je známy ako Radial®{9}}. Je to znázornené na obrázku 84.
Obrázok 84: Inštalácia Accu-Lok™
9, vlákna s nízkou teplotou
Nízkoteplotné upevňovacie systémy využívajúce kompozitné materiály sú široko používané v leteckom hardvéri. Nízko{2}}tepelné vlákna sú pevné ako dve-tretiny hmotnosti hliníka. Kompozitný spojovací prvok má dobrú materiálovú kompatibilitu s uhlíkovými a sklenenými vláknami.
10,Skrutkové a maticové panely v kompozitných konštrukciách
Ak je potrebné panely kvôli údržbe pravidelne rozoberať, odporúča sa použiť skrutkové a maticové dosky namiesto Hi-Loks® alebo slepých spojovacích prvkov. Maticové dosky používané v kompozitných konštrukciách zvyčajne vyžadujú tri otvory: dva na pripevnenie dosky s maticami a jeden na odnímateľné skrutky, hoci dosky s maticami-upevnené pomocou nitov a lepidlom nevyžadujú dva ďalšie otvory na vŕtanie a závitovanie.
Na pokračovanie
Zdroj Verejná webová stránka "Composites Frontier".