1, Spojni elementi koji se koriste s kompozitnim laminatima
Mnoge tvrtke proizvode specijalizirane spojne elemente za kompozitne strukture. Obično se koristi nekoliko vrsta spojnih elemenata: spojni elementi s navojem, zasuni za zaključavanje, slijepi vijci, slijepe zakovice i specijalizirani spojni elementi za mekane strukture kao što su saćaste ploče. Glavna razlika između pričvrsnih elemenata za metalne i kompozitne konstrukcije je materijal, promjer koji zauzimaju matica i matica.
2, Mjere zaštite od korozije
Kada se koriste s većinom materijala za pričvršćivanje, niti kompoziti ojačani staklenim vlaknima niti kevlarom ne uzrokuju probleme s korozijom. Međutim, kompoziti ojačani ugljičnim vlaknima prilično su negativni kada se koriste s materijalima kao što su aluminij ili kadmij, koji su uobičajeni premazi koji se koriste za zaštitu spojnica od korozije.
3, Materijali za pričvršćivanje
Legura titana Ti-6Al-4V najčešća je legura koja se koristi za pričvršćivače u kompozitnim strukturama ojačanim ugljičnim vlaknima. Austenitni nehrđajući čelici, visokotemperaturne legure (npr. A286), višefazne legure (npr. MP35N ili MP159) i legure nikla (npr. legura 718) također se čine vrlo kompatibilnima s kompozitima od karbonskih vlakana.
4, Sustavi pričvršćivača za sendvič saćaste strukture
IV. Sustavi pričvršćivača za sendvič saćaste strukture
Adjustable Support Preload (ASP) sustavi pričvršćivanja pružaju jednostavnu metodu pričvršćivanja kompozita, mekih jezgri, metala ili drugih materijala koji su osjetljivi na uvjete stezanja pričvršćivača ili sile ugradnje. Sila zaključavanja je beskonačno podesiva unutar maksimalnih preporučenih ograničenja momenta bez daljnjeg opterećenja tijekom postavljanja obruča za zaključavanje. Pričvršćivači su dostupni u dvije vrste. Asp® ima punu dršku, a 2Asp® ima pilotsku dršku. Asp® ima punu dršku, a 2Asp® ima dršku pilot tipa kao što je prikazano na slici 76 i slici 77.
Slika 76: ASP sustav pričvršćivača
Slika 77: Redoslijed ugradnje sustava ASP zatvarača
5,Hi-Lok® i Huck-Spin® pričvrsni vijci
Većina kompozitnih primarnih struktura koje se koriste u zrakoplovnoj industriji pričvršćene su Hi-Loks® (Hi-Shear Corp.) ili Huck- Spin® pričvrsnim vijcima za trajne instalacije. Hi-Lok® je pričvršćivač s navojem koji uključuje imbus ključ na kraju s navojem kao odgovor na zakretni moment primijenjen na obruč za spajanje tijekom ugradnje. Traka za spajanje uključuje lomljive dijelove koji se odvajaju pri unaprijed određenoj vrijednosti momenta. Kao što je prikazano na slici 78.
Slika 78: Instalacija Hi-Lok®
Ovaj zasun za zaključavanje sastoji se od prstena za zaključavanje koji je utisnut u prstenasti utor. Dostupan je u dvije vrste: Pull tip i Stake tip. Tip povlačenja je najčešći, u kojem se lomljivi završetak igle koristi za reakciju na aksijalno opterećenje otkovka obruča za zaključavanje. Kada opterećenje kovanjem dosegne unaprijed određenu granicu, vrh klina se pomakne na opasnom utoru. Ugradnju zasuna Hi-Lok® i poteznog -tipa Huck-Spin® može izvršiti tehničar s jedne strane strukture. S druge strane, ukošeni zasuni za zaključavanje zahtijevaju oslonac na jednoj strani glave pričvršćivača kako bi mogli izdržati operaciju kompresijskog kalupljenja. Ova se metoda obično koristi za automatizirane sklopove detaljnih struktura gdje spajanje nije problem.
Specifične razlike u pričvrsnim elementima za kompozitne konstrukcije minimalne su u usporedbi s metalnim konstrukcijama. Uz Hi-Lok® jedini problem je kompatibilnost materijala; aluminijske čahure se ne preporučuju. Standardne obujmice obično su od nehrđajućeg čelika A286, 303 i legure titana. Zatik za zaključavanje Huck-Spin® zahtijeva hvataljku u obliku kapice-koja sadrži prirubnicu za raspodjelu velikih nosivih opterećenja tijekom ugradnje. Zaporni klinovi dizajnirani za kompozitnu konstrukciju imaju šest prstenastih utora, dok metalna konstrukcija ima pet. To je prikazano na slikama 79 i 80.
Slika 79: Vijci za zaključavanje Huck-Spin®
Slika 80: Redoslijed instalacije Huck-spin®
6,Eddie-Bolt® pričvršćivači
Eddie-Bolt® pričvršćivači (Alcoa) sličnog su dizajna kao Hi- Loks® i prirodan su izbor za kompozitne strukture od ugljičnih vlakana. Eddie-Bolt® klinovi dizajnirani su s udubljenjima u dijelu s navojem kako bi se omogućilo sigurno zaključavanje tijekom ugradnje pomoću posebno dizajniranih matica ili spojeva. Priključna matica ima tri viseća jezička koja djeluju kao pogonska rebra.
Tijekom ugradnje, pri unaprijed određenom predopterećenju, ispušteni jezičci sabijaju materijal matice u utore spirale i stvaraju značajku zaključavanja. Prednost kompozitne konstrukcije je u tome što se mogu koristiti matice od titana, što je kompatibilno i smanjuje težinu bez straha od trošenja. Matica se slobodno okreće i uspostavlja funkciju zaključavanja na kraju ciklusa instalacije. Prikazano na slici 81.
Slika 81: Eddie Bolts® Eddie Bolts
7, Cherry's E-Z Buck® (CSR90433) šuplja zakovica
E-Z Buck® zakovice tipa breskve sa šupljim krajem izrađene su od titan-legure niobija s posmičnom čvrstoćom od 40 KSI. E-Z Buck® zakovice dizajnirane su za primjenu s dvostrukim ispiranjem u spremnicima goriva. Glavna prednost ove vrste zakovice je u tome što zahtijeva manje od polovice sile od čvrste zakovice od istog materijala. Zakovice su opremljene ili automatskom opremom za zakivanje ili ekstruderom za zakovice. Posebne dodatne matrice osiguravaju da je ekstruder uvijek centriran tijekom instalacije kako bi se izbjeglo oštećenje strukture. Prikazano na slici 82.
Slika 82: Peach E-Z buck šuplja zakovica
8, Slijepi zatvarači
Kompozitne strukture ne zahtijevaju toliko pričvrsnih elemenata kao metalni zrakoplovi jer su ukrutitelji i udubljivači spojeni-s oklopom, čime se eliminira potreba za mnogim pričvršćivačima. U kompozitnim strukturama, povećana veličina panela zrakoplova rezultira nedostupnim stražnjim dijelovima. Stoga se u tim područjima moraju koristiti pločice s vijcima i maticama sa slijepim spojnicama. Mnogi proizvođači proizvode slijepe spojne elemente za kompozitne strukture, a neki od tih slučajeva razmatraju se u nastavku.
8.1 Slijepi vijci
Cherry Maxibolt® (Peach Maxi Bolt) izrađen je od titana i kompatibilan je s kompozitnim strukturama. maxibolt® ima otpornost na smicanje od 95 KSI. može se ugraditi s jedne strane pomoću G-83 ili ekvivalentnog pneumatsko-hidrauličkog alata za ugradnju, a dostupan je u 100 stupnjeva ravnim, 130 stupnjeva upuštenim i izbočenim glavama. Prikazano na slici 83.
Slika 83: Titan za Peach Maxi vijke
Sustav slijepih vijaka Alcoa UAB™ dizajniran je za kompozitne strukture i dostupan je od titana i nehrđajućeg čelika. Sustav slijepih vijaka UAB™ dostupan je u ravnim tipovima pod kutom od 100 stupnjeva, upuštenim pod kutom od 130 stupnjeva i s izbočenom glavom.
Accu-Lok™ sustav za pričvršćivanje zastora dizajniran je za kompozitne strukture gdje je pristup ograničen samo na jednu stranu strukture. Kombinira veliko predopterećenje zgloba s tragovima velikog promjera na tamnoj strani. Veliki otisak omogućuje raspodijeljeno predopterećenje zgloba na većem području, praktički eliminirajući mogućnost slojevite kompozitne strukture. Accu-Lok™ ima čvrstoću na smicanje od 95 KSI i dostupan je u ravnim tipovima pod kutom od 100 stupnjeva, s upuštenom glavom pod kutom od 130 stupnjeva i s izbočenom glavom. Sličan pričvršćivač koji je dizajnirao Monogram poznat je kao Radial-Lok®. To je prikazano na slici 84.
Slika 84: Instalacija Accu-Lok™
9, vlakna niske topline
Su-nisko toplinski pričvrsni sustavi koji koriste kompozitne materijale naširoko se koriste u zrakoplovnoj opremi. Spoj-zatvarači od vlakana niske topline jaki su kao dvije{3}}trećine težine aluminija. Kompozitni zatvarač ima dobru kompatibilnost materijala s karbonskim i staklenim vlaknima.
10, Ploče s vijcima i maticama u kompozitnim strukturama
Ako se ploče moraju povremeno rastavljati radi održavanja, preporučuje se korištenje pločica s vijcima i maticama umjesto Hi-Loks® ili slijepih spojnica. Matične ploče koje se koriste u kompozitnim strukturama obično zahtijevaju tri rupe: dvije za pričvršćivanje matične ploče i jednu za uklonjive vijke, iako matične ploče bez zakovica i -pričvršćene maticama ne zahtijevaju dvije dodatne rupe za bušenje i urezivanje.
Nastavit će se
Izvor Javna web stranica "Composites Frontier".