Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wing-to-fuselage attachment fitting for composite airframes : experimental and finite element analysis

Tomasiewicz J., Czarnocki P.

Composites Theory and Practice

|

2016

|

R. 16, nr 2

61--66

EN

The design of a wing-to-fuselage attachment fitting for composite airframes is a considerable problem since it involves the application of point load to a laminate displaying a relatively low bearing strength. Nowadays the majority of composite airframes are made with the use of CF preimpregnates which make the solution to this problem even more involving. Recently, a new manufacturing technique has been developed that allows for the fabrication of a non-adhesive metal-composite joint especially designed to be used as wing-to-fuselage attachment fittings in the case of composite airframes made with VBO prepregs. In the body of the paper, first, a concise description of the manufacturing process of such a joint was provided, next, numerical stress analysis of the joint supplemented with experimental results was given. The experimental work concerned strain distribution and damage assessment investigated with the help of DIC and CT, respectively.

PL

Połączenie skrzydło-kadłub w przypadku struktur kompozytowych stanowi poważny problem konstrukcyjny. Wynika to z konieczności wprowadzenia obciążeń skupionych w struktury kompozytowe charakteryzujące się niewielką odpornością na naciski. Współczesne lotnicze konstrukcje kompozytowe często wykonywane są z preimpregnatów węglowych, co jeszcze bardziej utrudnia rozwiązanie zadania. Ostatnio została opracowana nowa metoda wytwarzania bezadhezyjnych połączeń metal-kompozyt specjalnie zaprojektowanych w odniesieniu do takich celów i laminatów wykonanych z z preimpregnatów utwardzanych poza autoklawem z wykorzystaniem jedynie worka próżniowego. W artykule przedstawiono w skrócie technikę wytwarzania takiego połączenia oraz wyniki numerycznej analizy sposobu przenoszenia obciążeń przez takie połączenia wraz z doświadczalną weryfikacją obliczeń numerycznych, dokonaną za pomocą DIC. Wyniki uzupełniono obrazami pojawiających się w strukturze kompozytowej zniszczeń, narastających wraz ze wzrostem obciążenia. Wykazano, że w przypadku takiego połączenia w przenoszeniu obciążenia z elementów metalowych na kompozyt bierze udział kompozyt znajdujący się zarówno przed, jak i za elementami metalowymi, odmiennie jak ma to miejsce w przypadku zastosowania tradycyjnego połączenia sworzniowego, dla którego obciążenie przenoszone by było jedynie przez kompozyt znajdujący się przed sworzniem. Ponadto zidentyfikowano główne postacie zniszczenia oraz ich sekwencję. Były to: zerwanie włókien wzmocnienia, pęknięcia w spoiwie i zapoczątkowane nimi delaminacje oraz ścięcie laminatu powodowane ściskaniem. Jako pierwsze wystąpiło ścięcie laminatu na skutek ściskania, a następnie delaminacje oraz zerwanie włókien.

2

Nośność i postacie zniszczenia bezadhezyjnego połączenia metal-kompozyt do wprowadzania obciążeń skupionych w struktury kompozytowe z preimpregnatów węglowych

Tomasiewicz J., Czarnocki P.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2014

|

[R.] 20, nr 6 (162)

537--541

PL

W celu poznania nośności statycznej, przebiegu zmian sztywności oraz postaci zniszczenia bezadhezyjnego połączenia metal-kompozyt (BPMK), stanowiącego węzeł do wprowadzania obciążeń skupionych w powłoki nośne wykonane z preimpregnatów węglowych w technologii VBO (Vacuum-Bag-Only), przeprowadzono próby nośności elementu badawczego modelującego fragment struktury nośnej płatowca. Wyniki porównywano z wynikami uzyskiwanymi dla takiego samego węzła z kompozytem wykonanym techniką przesycania kontaktowego. Mimo lepszych własności wytrzymałościowych preimpregnatu nośność BPMK dla tego surowca okazała się nieco niższa w stosunku do rozwiązania referencyjnego. Prawdopodobną tego przyczyną jest większa koncentracja naprężeń normalnych oraz stycznych wynikająca z różnić w objętościowym udziale zbrojenia oraz sposobie formowania laminatu w obu porównywanych przypadkach. Badania metodą tomografii komputerowej wykazały, iż zniszczenie laminatu zaczyna się po stronie ściskanej węzła.

EN

Test were carried out to determine the load capacity, stiffness changes and failure modes of the non-adhesive metal-composite joint used for application of concentrated loads to composite shell structures made of carbon-epoxy VBO (Vacuum-Bag-Only) prepregs. These test results were compared against those obtained for similar joint designed for application of concentrated load to composite shell structure made with wet lay-up method. In spite of better mechanical properties of composite made with prepregs the load capacity of the former was slightly lower than that of the latter. The reasons for this can be higher normal and shear stress concentrations resulting from the difference in fibre volume fraction and the way the reinforcement layers were laid down. The results of CT (Computed Tomography) inspection indicated that the laminate failure initiated in the region of structure subjected to compression.

3

Definiowanie obciążeń niszczących z uwzględnieniem możliwości metod kontroli jakości

Czarnocki P., Tomasiewicz J., Szwedo M., Chalimoniuk M.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2014

|

[R.] 20, nr 6 (162)

495--498

PL

Zaproponowano niekonwencjonalną procedurę definiowania obciążenia niszczącego w odniesieniu do bezadhezyjnego połączenia metal-kompozyt, możliwą do zaakceptowania w procesie dowodowym zdolności do lotu statku powietrznego. Proponowany sposób postępowania bazuje na możliwościach rutynowych metod kontroli jakości i uwzględnia ich ograniczenia. Pokazano także powiązania istniejące między możliwościami diagnostycznymi wykorzystywanych metod, a wartością obciążenia niszczącego.

EN

Non-conventional procedure for defining limit load of non-adhesive metal-composite joint was proposed. This procedure could be used to show compliance of the joint with the airworthiness requirements. The procedure is based on the routine quality control methods and accounts for their limitations. Also, connections between the capacity of quality control methods and value of limit load were indicated.