This paper reports on the results of strength tests of single-lap joints used in the aerospace industry with “Hi-Lok” fastener. The samples subjected to testing were made of EN-AW 2024 aluminium alloy and carbon composite. A part of the samples was additionally sealed with the use of Naftoseal MC-780 Class C sealant. The application of the MC-780 Class C sealant boosts the strength of a single lap joint of EN-AW 2024 T3 Al alloy and carbon composite. The strength test results were complemented with the analysis of selected 2D and 3D surface roughness parameters, and isometric images of the analysed surfaces. Additional information on the specimen surface quality was provided with photographic images taken with Keyence VHX-5000 microscope at x300 magnification. In the conclusion section of this paper, the study is summarised and its key findings are listed.
The system of supplying railway traction vehicles with electricity is carried out through direct contact of the contact wires with contact strips of the pantograph of the locomotive. Since 2011 in Poland, in accordance with the interoperability specification of the TSI LOC & PAS, the previously used copper contact strips have been prohibited and the use of carbon contact strips has been forced. Due to the lack of domestic solutions dedicated to railway contact lines powered with DC 3 kV, foreign solutions were adopted. In order for the contact strips to be used in Polish railway lines managed by PKP PLK S.A, they must meet a number of requirements regarding their operational properties. The first part of the article presents research on the new generation of carbon contact strips manufactured by Carbo-Graf in accordance with EN 50405:2006, which is specified in TSI LOC & PAS.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono wybrane wyniki badań dotyczące skuteczności klejenia kompozytu węglowego. Skoncentrowano się na badaniach porównawczych wytrzymałości na ścinanie połączeń klejowych z udziałem kompozytu węglowego, z użyciem różnych klejów konstrukcyjnych. Ponadto w pracy przedstawiono wybrane parametry chropowatości powierzchni 2D oraz 3D.
EN
The paper presents the results of research on the effectiveness of carbon composite bonding. Concentrations on comparative shear strength studies of carbon composite joints using various structural adhesives. In addition, the work presents selected parameters of surface roughness 2D and 3D.
Zrost pourazowy kości zależy od wielu czynników. Jednym z najważniejszych jest uzyskanie izoelastycznego zespolenia, którego sztywność będzie zmniejszać się w miarę postępu gojenia, i które umożliwi niewielkie ruchy poosiowe w szczelinie złamania, stymulując tym samym tworzenie kostniny. Zespolenie to powinno eliminować ruchy skrętne i kątowe utrudniające zrost kostny. W artykule opisano badania nad innowacyjnym podejściem do stabilizatorów kości. Zaproponowano dwa stabilizatory węglowe (różniące się kształtem przekroju) zastępujące obecnie stosowanie stabilizatory metalowe, które składały się z płytek węglowych zespolonych razem śrubami do uszkodzonej kości. Zbadano właściwości mechaniczne stabilizatorów. Materiał kompozytowy włókno węglowe-żywica epoksydowa okazał się materiałem, którego sztywność umożliwia mikroruchy w szczelinie złamania w zakresie bezpiecznego zrostu kostnego. Niewątpliwą zaletą stabilizatorów z laminatów węglowych jest ich niska waga oraz estetyczny wygląd. Sztywność tych układów podlega regulacji poprzez odejmowanie płytek węglowych, co pozwala na sterowanie sztywnością zespolenia w funkcji czasu i tym samym stwarza możliwość leczenia czynnościowego. Badania statyczne udowodniły, że mniejszą elastyczność zespolenia wykazuje stabilizator Carboelastofix2 o konstrukcji przestrzennej, natomiast mikroruchy w szczelinie międzyodłamowej występują podczas statycznych badań rozciągania zarówno w stabilizatorze z płytkami namiotowymi, jak i przestrzennymi. Badania mechaniczne obu konstrukcji stabilizatora przeprowadzone w ramach tej pracy wraz badaniami klinicznymi przeprowadzonymi w Katedrze i Klinice Ortopedii i Traumatologii Narządu Ruchu w Warszawie potwierdzają skuteczność leczenia złamań kości z wykorzystaniem konstrukcji stabilizatora Carboelastofix.
EN
Traumatic bone fixation depends on many factors. One of the most important is to achieve izoelastic fusion, which stiffness will decrease with the progress of healing, and which allows small axial movement in the fracture gap, thereby stimulating the formation of callus. This fusion should eliminate torsional and angular movements, which hinder bone fixation. Two composite carbon stabilizers (different cross-sectional shape) replacing currently used metal stabilizers, which consisted of carbon composite plates and screws enabling fixation into the damaged bone were proposed. Mechanical properties of the stabilizers were tested. A composite material consisting of carbon fiber and epoxy resin exhibits stiffness allowing the micro-movements in the gap fracture in terms of safe bone union. An important advantage of the carbon stabilizers is their low weight and aesthetic appearance. The stiffness of the system is regulated by subtracting the carbon plates, thereby controlling the stiffness of fixation as a function of time and thus providing the possibility of functional treatment. Static tests demonstrated that the Carboelastofix2 - stabilizer with spatial structure has lower fusion flexibility, while micro-movements in the gap between bone fragments occur during the static tensile test in both stabilizers – tent-shaped plates and spatial plates. Mechanical tests of both stabilizers presented in this work, including clinical studies conducted in the Chair and Department of Orthopedics and Traumatology of Locomotor System in Warsaw confirm the efficiency of the treatment of bone fractures with the use of Carboelastofix stabilizer.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki badań wpływu uderzeń wysokoenergetycznych przy użyciu dwóch rodzajów penetratorów na postać niszczenia kompozytów szklanych i węglowych. Do badań użyto nieodkształcalnych penetratorów w postaci odłamków standardowych o masie 1,1 g oraz pocisków z odkształcalnym rdzeniem 9 mm FMJ Parabellum. Wykazano, że kształt oraz materiał, z którego są wykonane pociski, mają duże znaczenie podczas penetracji kompozytów. Ponadto stwierdzono, że główną przyczyną delaminacji w kompozytach z warstwami wzmocnienia w postaci tkanin o strukturze czteroosiowej utworzonych z włókien jednokierunkowych jest propagacja pęknięć wzdłuż uprzywilejowanych kierunków włókien wzdłużnych.
EN
Two C and glass textiles-reinforced epoxy resin-matrix composites were studied for penetration resistance with std. fragmentation fir (1.1 g) and Parabellum projectiles with 9 mm deformable core. Delamination of the composites proceeded the propagation of cracks along privileged directions of longitudinal fibres.
Współczesne jachty regatowe muszą charakteryzować się ekstremalną wydajnością i niezawodnością w każdych warunkach. Spełnienie tych postulatów jest możliwe dzięki zastosowaniu nowych materiałów. Pojawienie się lekkich a jednocześnie wytrzymałych masztów z kompozytów węglowych pozwoliło na zwiększenie ich wysokości bez konieczności zwiększania średnicy, a przez to zmniejszenie wpływu masztu na zmianę prędkości i zakłócenia opływu. Oprócz wymienionych zalet maszt kompozytowy ma również cechy powodujące duże trudności zarówno w procesie wytwarzania jak i późniejszej eksploatacji. Istnieje realna potrzeba stosowania diagnostyki tego rodzaju obiektów, dająca informację o występujących wadach konstrukcji, a przede wszystkim informację o uszkodzeniach rozwijających się w trakcie eksploatacji. Jak pokazuje praktyka inżynierska, właściwości materiałów kompozytowych uzyskuje się dopiero po ukształtowaniu wytworu, toteż wystąpić mogą istotne różnice pomiędzy wynikami modelowymi, a wynikami uzyskanymi w czasie eksperymentu na obiekcie rzeczywistym. Nadal więc, potrzebne są badania empiryczne, które przy wykorzystaniu zaawansowanych technik pomiarowych mogą posłużyć do rozwiązywania praktycznych zadań inżynierskich, w tym diagnozowania stanu struktury kompozytowej. W pracy przedstawiono propozycję możliwości badania masztów z kompozytów węglowych, w tym możliwości diagnozowania struktury kompozytowej.
EN
Modern racing yachts must have extreme performance and reliability in all conditions. Meeting these demands is possible through the use of new materials. The advent of lightweight yet durable carbon composite masts allowed to increase their height without increasing the diameter, thereby reducing the impact of the mast to change the speed and noise of flow around. In addition to the advantages of the composite mast it also has features causing great difficulties both in the manufacturing process and subsequent operation. There is a real need for this type of diagnostic facilities, giving information about any construction defects, especially in developing information on the damage during operation. As shown in engineering practice, the properties of composite materials are achieved only after formation of a product, so that significant differences may occur between the results of the mock-up, and the results obtained in the experiment on the real object. Still so, we need empirical studies which with the use of advanced measurement techniques can be used to solve practical engineering tasks, including diagnosis of composite structure. The paper presents a proposal for the feasibility of a carbon composite masts, including the possibility of diagnosing composite structure.
W artykule przedstawiono wyniki badań stanowiskowych oraz modelowych układu przeniesienia napędu zbudowanego z wykorzystaniem wału transmisyjnego wykonanego z kompozytu węglowo epoksydowego. Pokazano efekty towarzyszące przechodzeniu przez stan krytyczny takiego układu w trakcie rozpędzania i hamowania z różnymi przyrostami prędkości obrotowej. Przedstawiono proces budowy modelu matematycznego takiego układu i jego identyfikację na podstawie wyników badań doświadczalnych. Analizując wyniki uzyskane z badań empirycznych i modelowych wykazano, że przy projektowaniu wałów maszynowych z kompozytu węglowego głównym czynnikiem mającym wpływ na kształtowanie konstrukcji powinno być kryterium dynamiczne, gdyż użycie samych kryteriów kinetostatycznych może prowadzić do grubych błędów zwłaszcza przy próbach interpretacji fizycznej obserwowanych zjawisk. Pokazano wpływ dynamiki ruchu takiego układu (prędkości drgań) na charakterystykę sprężystą i tym samym wykazano konieczność modyfikacji „klasycznych” modeli reologicznych stosowanych do opisu takich układów.
EN
The paper presents the results of experimental and model research of powertrain system built using the carbon fiber drive shaft made. The effect of passing shaft resonance (1st critical speed) was shown in the conditions of acceleration and deceleration with different increases of rotational speed. In the following section, author describes the process of building a mathematical model of such a system and its identification on the basis of experimental results. When examining the results obtained with empirical and model research, it has been shown that in the structural design of carbon-epoxy composite shafts, the main factor affecting the right development of the structure should be dynamic criterion, since the only use of static criteria leads to big errors, especially when we are trying to do a physical interpretation of the observed phenomena. It has been shown the effect of dynamics of such system (vibration velocity) and its influence on the elasticity characteristic and thus demonstrated the need to modify the "classical" rheological models used to describe such systems.
Model composites were made, for which the following components were selected: epoxy resin reinforced with layers of NCF (non-crimped fabric) with appropriately oriented glass, carbon and aramid fibres. The fabrics for the test were selected so as to allow the comparison of ballistic resistance depending on the type of material, thickness and sequence of fabric. Resin infusion technology was used in preparing the composites. The resistance of the composite models was tested for penetration with: 9x19 mm FMJ projectiles, at a bullet impact speed of ca. 360 m/s, fragment simulating projectiles (FSP) with a mass of 1.1 g and fragments of a model IED improvised explosive device containing fragments in the form of 3/16” bearing balls. Carbon composites have the highest resistance to perforation with a 1.1 g FSP fragment simulating projectiles of all the materials tested. The ballistic limit of a four-directional carbon composite with a surface density of 5.5 kg/m2 is 305 m/s, and for a surface density of 21 kg/m2 the ballistic limit is 780 m/s. The ballistic resistance of the carbon composite is related to its high shear strength - the highest of all the materials tested. In reference to the model of composite damage by the projectile, this means that the first stage of penetration, in which the material is compressed and subject to shearing force, is the determining factor in resistance to perforation.
PL
Wykonano modelowe kompozyty, do budowy których wybrano: żywicę epoksydową zbrojoną warstwami tkanin NCF (non-crimped fabric) o odpowiednio zorientowanych włóknach szklanych, węglowych i aramidowych. Do wytworzenia kompozytu wykorzystana została technologia infuzji żywicy. Zbadano odporność wykonanych modeli kompozytów na przebicie: pociskami kalibru 9x19 mm FMJ, przy prędkości uderzenia pocisków ok. 360 m/s, pociskami symulującymi odłamek (FSP) o masie 1,1 g, odłamkami modelowego improwizowanego urządzenia wybuchowego zawierającego odłamki w postaci kulek łożyskowych 3/16”. Spośród zbadanych materiałów kompozyty węglowe charakteryzują się największą odpornością na przebicie pociskami symulującymi odłamek FSP 1,1 g. Granica balistyczna kompozytu węglowego czterokierunkowego o gęstości powierzchniowej 5,5 kg/m2 wynosi 305 m/s, a o gęstości powierzchniowej 21 kg/m2 granica balistyczna wynosi 780 m/s. Odporność balistyczna kompozytu węglowego jest związana z jego wysoką wytrzymałością na ścinanie, najwyższą ze wszystkich zbadanych materiałów. W odniesieniu do modelu niszczenia kompozytów przez pociski oznacza to, że pierwszy etap penetracji, w którym kompozyt jest ściskany i ścinany, jest dominującym etapem mającym wpływ na odporność na perforację.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Otrzymano karbożele i kompozyty węglowe zbudowane w ten sposób, że w matrycy karbożelu rozproszono cząstki niklu i palladu. W celu oceny aktywności elektrochemicznej karbożel i kompozyty poddano cyklicznym pomiarom woltamperometrycznym w roztworze alkalicznym, zwracając uwagę na wpływ niklu i palladu obecnego w strukturze karbożelu na przebieg procesów elektrochemicznych. Karbożele otrzymane przez karbonizację żeli organicznych wytwarzanych przez polikondensację rezorcyny i formaldehydu w obecności katalizatora, a także kompozyty węglowo-metaliczne wytworzone metodą karbonizacji żeli organicznych zawierających sól niklu i palladu charakteryzują się znaczną aktywnością elektrochemiczną w 6 M roztworze wodnym KOH. Dzięki obróbce termicznej wytworzone kompozyty typu karbożel-nikiel-pallad wykazały większą aktywność w reakcji sorpcji i wydzielania wodoru niż karbożele nie poddane procesowi obróbki termicznej.
EN
C gels and C-Ni-Pd composites were prepd. by condensation of resorcinol with CH₂O in an aq. soln. in presence of Na₂CO₃ or (AcO)₂Ni and PdC₂ catalysts, resp. The gels and composites (Ni and Pd contents 5% by mass each) were carbonized at 900°C for 3 h and studied by voltammetry, X-ray anal., SEM and thermal anal., optionally after addn. thermal treatment in air at 450°C for 30 min. The electrodes made of C gels and C-Ni-Pd composites showed an electrochem. activity in KOH esp. after thermal treatment.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Każdy materiał kompozytowy stosowany w technice lotniczej spełnia wysokie wymagania. Jest odporny na zmienne warunki otoczenia, przede wszystkim częste zmiany ciśnienia (i związane z tym naprężenia) i temperatury, wynikające z eksploatacji w skrajnych warunkach klimatycznych. Występuje także możliwość uszkodzeń na skutek zderzeń w powietrzu z ciałami obcymi (przede wszystkim ptakami) oraz uszkodzeń na płycie lotniska.
EN
Described are the methods of checking the composite condition under production process and in service. Short descriptions of the diagnostic instruments are given.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł jest ostatnią częścią cyklu dotyczącego stosowania kompozytów węglowych i szklanych we współczesnym lotnictwie. W nr 11/09 s. 922 omówiona została charakterystyka materiału kompozytowego, w 12/09 s. 1004 - zastosowania, w 1/10 s. 44 - diagnostyka.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Tworzywa sztuczne z dużym powodzeniem stosuje się od wielu lat zarówno w lotnictwie cywilnym, jak i wojskowym, ale w stosunkowo małym wymiarze.
EN
A short history of plastics applied in air forces and in civil aviation. A review of the carbon and glass composite materials contemporarily applied in aviation industry.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W ostatnim czasie wprowadzono do produkcji kilka znaczących konstrukcji lotniczych opartych w dużym stopniu na nowych materiałach kompozytowych. Materiały te mają mniejszą gęstość i większą wytrzymałość od tradycyjnych stopów aluminium i są w znacznym stopniu bardziej odporne na korozję. Nadrzędnym celem przy wyborze kompozytów - zamiast tradycyjnych materiałów (głównie stopów aluminium) - jest obniżenie masy konstrukcji bez zmniejszenia jej wytrzymałości. Mniejsza masa związana jest z osiągami samolotu i przekłada sią bezpośrednio na mniejsze zużycie paliwa oraz mniejszą emisję spalin.
EN
Described are several new composite materials which have been used for some recent significant aviation projects implemented in production.
W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania w budowie układów przeniesienia mocy wałów z kompozytów węglowych. Porównano wyniki badań stanowiskowych układów napędowych, zbudowanych z wykorzystaniem wału stalowego i wału wykonanego z kompozytu węglowego. Pokazano przykładowe wykorzystanie metod diagnostyki układów "tradycyjnych" w odniesieniu do konstrukcji kompozytowych i płynące stąd wnioski.
EN
Possibilities of carbon composites application in power transfer system. There were compared results of stand tests drive transmission systems with the shafts made of steel and carbon composite. It was presented exemplary application of diagnostic methods of traditional" systems regard to composite construction.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.