Nowoczesne materiały stosowane w konstrukcjach lotniczych - wybrane problemy oraz kierunki rozwoju

• Autorzy: Bielawski R. , Rządkowski W. , Augustyn S. , Pyrzanowski P.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2015.20

Warianty tytułu

EN

Modern materials used in aircraft constructions - selected problems and directions for development

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule dokonano analizy materiałów stosowanych we współczesnych konstrukcjach lotniczych, skupiając uwagę na strukturze płatowca samolotu. Przedstawiono wybrane problemy dotyczące projektowania i eksploatacji struktur lotniczych, z uwzględnieniem kompozytów oraz metali lekkich (aluminium, tytan i ich stopy). Omówiono problemy obróbki mechanicznej, takiej jak: szlifowanie, wykonywanie otworów itp. Przedstawiono problemy analizy metodą elementów skończonych (MES), na podstawie dwóch próbek wykonanych ze stopu aluminium oraz z włóknistego kompozytu szklanego. Zaprezentowano różnice w budowie oraz modelowaniu tych materiałów, wynikające z ich różnorakiej struktury (izotropia i anizotropia). Dokonano analizy mechaniki niszczenia metalu, porównując go z kompozytem. Przedstawiono tendencje oraz kierunki rozwoju lotniczych materiałów konstrukcyjnych z uwzględnieniem materiałów metalowo-kompozytowych. Przedmiotem niniejszego artykułu są współczesne materiały konstrukcyjne wykorzystywane w strukturach lotniczych. Celem publikacji jest porównanie współczesnych materiałów konstrukcyjnych (kompozytów oraz metali) oraz przedstawienie wybranych problemów w ich projektowaniu, konstruowaniu oraz eksploatacji. Tezy, uzasadnione wynikami analizy symulacji oraz badań, zostały przedstawione w treści i podsumowaniu artykułu.

EN

The article presents the analysis of materials used in modern air structures, with the focus on the structure of the aircrafts airframe. There were presented selected problems concerning the design and operation of aeronautical structures with composites and light metals (aluminum, titanium and their alloys). The article is focused on mechanical treatment, such as grinding, making holes and others. The paper describes the problems of analysis of Finite Element Method (FEM), on the basis of two samples made of aluminium alloy and fiberglass composite and the differences between the constructions of these materials and modeling of these material resulting from their different structure (isotropy and anisotropy). The article also includes an analysis of the mechanics of destruction of metal comparing it to composite material. There were presented the trends and the ways of developments of the structural material, including air materials metal-composite. The object of this article is to show modern construction materials used in aerospace structures. The purpose of the publication is to compare the modern construction materials (composites and metals) and to present selected problems in their design and operation of construction. The results of simulation analysis and researches were presented in the content and summary of the article.

Słowa kluczowe

PL

konstrukcje lotnicze; kompozyty; metale lekkie; metoda elementów skończonych; MES

EN

aircraft structures; composites; light metals; finite element method; FEM

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 87 [291], nr 3
• Strony: 203--216
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bielawski R.

• Akademia Obrony Narodowej, ul. Chruściela 103, 00-910 Warszawa

autor

Rządkowski W.

• Politechnika Warszawska

autor

Augustyn S.

• Akademia Obrony Narodowej

autor

Pyrzanowski P.

• Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Dudzik K.: Podatność na korozję naprężeniową złączy spawanych łukowo stopu AW 5059 alustar, Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, 64 (2010), 27-35.
• [2] German J.: Interlaminar damage in fiber-reinforced polymeric matrix laminates, Cut, Kraków 2004.
• [3] German J.: Podstawy mechaniki kompozytów włóknistych, Politechnika Krakowska, Kraków 1996.
• [4] German J., Biel-Gołaska M.: Podstawy i zastosowanie mechaniki pękania w zagadnieniach inżynierskich, Instytut Odlewnictwa, Kraków 2004.
• [5] Gibson R.F.: Principles of composite material mechanics, 3rd ed. Boca Raton: CRC Press: Taylor & Francis Group, 2012.
• [6] Gruszczyński E., Błażejewicz T., Stukonis M.: Materiały lotnicze, [w:] Problemy badań i eksploatacji techniki lotniczej, red. J. Lewitowicz, J. Borgoń, W. Ząbkowicz, ITWL, Warszawa 1993.
• [7] Jóźwik J., Tofil A., Banaszek M., Kuric I.: Wybrane aspekty obróbki skrawaniem polimerowych kompozytów włóknistych i ocena chropowatości powierzchni, Postępy Nauki Techniki, 15 (2012), 205-220.
• [8] Kuczmaszewski J.: Efektywność wytwarzania elementów lotniczych ze stopów aluminium i magnezu, Komputerowo zintegrowane zarządzanie, t. 2, red. R. Knosala, Lublin 2011, s. 7-18.
• [9] Lewitowicz J.: Podstawy eksploatacji statków powietrznych. Badania eksploatacyjne statków powietrznych, ITWL, Warszawa 2007.
• [10] Mierzwa M.: Wszechstronne zastosowanie tytanu z uwzględnieniem aspektów medycznych, Manag. Systems Production Eng., 4 (12), 2013.
• [11] Oczoś K.: Kompozyty włókniste – właściwości, zastosowanie, obróbka ubytkowa, Mechanik, 7 (2008), 579-592.
• [12] Wiśniowski W.: Sztywność i utrata sztywności konstrukcji lotniczych, Prace Instytutu Lotnictwa, 214 (2011), 15-23.
• [13] Zagrajek T., Krzesiński G., Marek P.: Metoda elementów skończonych w mechanice konstrukcji: Ćwiczenia z zastosowaniem systemu ANSYS, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2006.
• [14] www.a350xwb.com (dostęp: 7 lipca 2014 r.).
• [15] www.compositesworld.com (dostęp: 7 lipca 2014 r.).
• [16] www.jsf.mil (dostęp: 7 lipca 2014 r.).