Research on durability of composite materials used in repairing aircraft components

• Autorzy: Rośkowicz M. , Smal T.

Warianty tytułu

PL

Badanie materiałów kompozytowych wykorzystanych do naprawy konstrukcji lotniczych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents methodology and results of research on durability of composite materials, which were applied to expedient repair of damaged aircraft components. Numerical calculation and experimental tests were conducted during research. The obtained results proved that failure of aircraft components is connected with local loss of stability in case of aircraft’s skin and stiffness in case of girders and beams. The damaged components were repaired with the use of a metal insert and a composite patch. The use of a metal insert, which had the same stiffness as repaired elements, was a solution which allowed to restore local stiffness of repaired components. Composite patches which were formed with glass, carbon or aramid fabrics impregnated with epoxy resins, also created an adhesive bonds and joined all elements of repaired zone. The experimental tests proved that the executed repairs whose time was limited to 120 minutes improved stability, stiffness and fatigue life of the repaired components.

PL

W artykule zaprezentowano metodologię i wyniki badań wytrzymałościowych materiałów kompozytowych, które zostały zastosowane do naprawy doraźnej elementów konstrukcji lotniczych. Podczas badania wykorzystano obliczenia numeryczne i badania eksperymentalne. Otrzymane rezultaty dowodzą, że uszkodzenie elementów konstrukcji lotniczych związane jest z lokalną utratą stateczności, w przypadku poszycia samolotów, oraz utratą sztywności, w przypadku belek i żeber. Uszkodzone elementy zostały naprawione z użyciem metalowej wkładki usztywniającej i łaty kompozytowej. Użycie wkładki o tej samej sztywności co naprawiany materiał pozwoliło odzyskać sztywność w trefie uszkodzenia. Łaty kompozytowe, które zostały uformowane z wielu warstw tkaniny (szklanej, węglowej i aramidowej) i nasączone żywicą epoksydową, pozwoliły na utworzenie złącza klejowego, w ramach którego scalono wszystkie elementy węzła naprawczego. Badania eksperymentalne dowiodły, że przeprowadzone naprawy, których czas był ograniczony do 120 minut, poprawiły stateczność, sztywność i trwałość zmęczeniową naprawionych komponentów.

Słowa kluczowe

EN

failures aircraft; expedient repairs; composite materials; composite patch; research on durability of composite materials

PL

uszkodzenia samolotów wojskowych; naprawy doraźne; materiały kompozytowe; łata (nakładka) kompozytowa; badanie wytrzymałości materiałów kompozytowych

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 15, no. 4
• Strony: 349--355
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Rośkowicz M.

• Institute of Aircraft Technology, Military University of Technology ul. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 49, Poland

autor

Smal T.

• Institute of Command The general Tadeusz Kosciuszko Military Academy of Land Forces ul. Czajkowskiego 109, 51-150 Wrocław, Poland

Bibliografia

• 1. Chester RJ, Walker KF, Chalkley PD. Adhesively bonded repairs to primary aircraft structure. International Journal of Adhesion and Adhesives 1999; 19.
• 2. Cichosz E. External load of aircraft (In polish). Warsaw: WAT, 1968.
• 3. Jones R, Chiu WK, Smith R. Airworthiness of composite repairs: Failure mechanisms. Engineering Failure Analysis 1995; 2: 117–128.
• 4. Kijewski P, Rośkowicz M. Diagnose of a composite patch (In polish). Technology and Assembly Automation 2011; 2: 49–55.
• 5. Komorek A, Przybyłek P. Examination of the influence of cross-impact load on bend strength properties of composite materials, used in aviation. Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability 2012; 14(4): 265–269.
• 6. Kuczmaszewski J. Fundamentals of metal-metal adhesive joints design. Lublin: University of Technology and Polish Academy of Science, 2006, ISBN 83-89293-11-0.
• 7. Rośkowicz M, Smal T. The use of composite adhesives in repairing of aircraft semi-monocoque airframe. In electronic proceeding of the 15th European Conference on Composite Materials, Venice, 24–28.06.2012.
• 8. Rośkowicz M. Stability of composite repair plate (In polish). Bulletin WAT 2007; 4(648): 257–272.
• 9. Rudawska A, Dębski H. Experimental and numerical analysis of adhesively bonded aluminium alloy sheets joints. Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability 2011; 1(49): 4–10.