Fiber Metall-Laminate

Die Faser-Metall-Laminate sind Hybridmaterialien aus abwechselnden Schichten von dünnen Blechen und dünnen Schichten aus Verbundwerkstoff. Es gibt viele Faktoren, die die Eigenschaften dieser Klasse von Materialien, die, auf der anderen Seite gewährleistet einen entschiedenen Vielseitigkeit, aufgrund der Tatsache, dass die Attribute aus dem Metall und der Faser recombinable, auf zahlreiche Weisen, wodurch die Anpassung an unterschiedliche Verwendungen zu beeinflussen , vor allem in der Luft- und Raumfahrt.

Mögliche Kombinationen von Metall - Verbund

Eine dieser Variablen ist die Art der Metall-Legierung zu verwenden. Die meisten in der Industrie, für ihre Eigenschaften der Dauerfestigkeit und statische Festigkeit, zwei Aluminium-Legierungen: der 2024-T3 und 7076-T6 auf. Andere Parameter der Wahl sind natürlich von der Faserart, der Art des Polymers als Matrix für die Faser verwendet werden, die Dicke der verschiedenen Schichten, wobei die Orientierung der Fasern bezüglich der Richtung der Hauptbelastung Schicht für Schicht, wie zum Beispiel für ein Verbund classic. Im Hinblick auf die Art der Faser und Metall verwendet FML es verschiedene Namen:

  • ARALL -: Folien aus einer Aluminiumlegierung mit Schichten aus Verbundwerkstoff aus Aramidfasern abgewechselt
  • GLARE -: Folien aus einer Aluminiumlegierung mit Schichten aus Verbundglasfaser abgewechselt
  • Carall -: Folien aus einer Aluminiumlegierung mit Schichten aus Kohlefaserverbund abgewechselt
  • TIGR -: Folien aus einer Titanlegierung, abwechselnd mit Schichten aus Kohlefaserverbund

Eine kurze Geschichte der Entwicklung

Die Verwendung von Hybridverbindungen ist eine Idee, die in den 50er Jahren geboren wurde, in den Niederlanden. Erst später, in den späten 70er Jahren, wurden diese Materialien in der Luftfahrtindustrie von der deutschen Fokker, der während der Ausführung auch in Dauertests im Labor, war gezwungen, den Versuch aufzugeben, weil der Ausfall der in Flugtests erhalten. In den folgenden Jahren wurden die Untersuchungen an dieser Art von Material von der Delft University of Technology, die hart auf die Untersuchung von ausreichender Dicke und der Art der Anordnung, um eine gute Haftung zwischen Metall und Verbund sicherzustellen, verwenden arbeitete durchgeführt. Die erste FML historisch verwendet war die ARALL, in einem Panel ventralen Flügel der Fokker 27. Diese Lösung garantiert Einsparungen von 20% des Gewichts der Komponente, verglichen mit der Aluminiumlösung verwendet. Die Entwicklung dell'ARALL später wegen seiner schlechten Widerstand gegen Kompression und die Unfähigkeit, Lasten von der Achse der Fasern zu widerstehen eingestellt. Die zweite Generation des FML, die Blendung, wurde 1987 von AKZO eingeführt). Einführen von Fasern in mehreren Richtungen, ist es in einer Weise, dass die Blendung sopportasse Lasten besser biaxialen hergestellt und verbessert die Kompressionsverhalten dell'FML, da die Glasfasern eine bessere Widerstandsfähigkeit, einer Kompression ausgesetzt, im Vergleich zu Aramidfasern. FML neues Konzept sind die Carall und der TI-Gr, wobei letztere von Boeing entwickelt.

Mechanische Eigenschaften

Im Vergleich zu Materialien "monolithisch", dh aus einem einzigen homogenen Block, der MLF scheinen in einer bestimmten Weise besten Eigenschaften Ermüdungsfestigkeit, aufgrund der geringen Dicke der jede Schicht charakterisieren können. In der Tat, für die dieser Dicken kann über die vorherrschende Zustand der "ebenen Spannungs" Zustand Anstrengungen zur Förderung von Wachstum von Ermüdungsrissen langsam zu sprechen. Zusammen mit diesem Phänomen, müssen wir auch berücksichtigen, dass der "Rissüberbrückung", und das ist die Fähigkeit des in Frage kommenden Materials, um die Last von der Metallfolie criccata den entsprechenden Schichten der Faser zu übertragen, wodurch die Verringerung der Spannungen an der Rissspitze und Verlangsamung noch mehr Wachstum. Ein weiterer wichtiger Parameter, der die Eigenschaften Ermüdungsfestigkeit eines MLF justiert ist der Grad der Haftung der Schichten des Verbundwerkstoffs mit dem Metall. Schlechte Haftung verursacht Delamination, also Trennung der Metallschichten von jenen des Verbundes, eine zu starke Haftung dagegen verhindert die Rissüberbrückung, Ausbreiten des Risses in der Matrix des Verbund ohne Übertragung Last auf das Metall. Wir haben unter Berücksichtigung der Elastizitätsmoduln der beiden Materialien zu nehmen, und dann wird der Grad der Haftung um eingestellt, um eine gleichmäßige Verteilung der Belastung zu gewährleisten. Um weiter sicherzustellen, gute Beständigkeit gegenüber "peel" und um die Schneideinheit nicht auf das Volumen von mehr als 50% eine Fasermenge überschreiten, während es immer noch einen hohen ausreichende Ermüdungsbeständigkeit zu gewährleisten, um gehalten werden.

Produktion und Beschäftigung

Die Produktion des FML können die Philosophie von metallischen Werkstoffen zu folgen, das heißt, Sie mit der Erstellung von Schichtstoffplatten erhalten FML fortfahren "Aushärten" zusammen mit den Metallschichten aus vorimprägnierten Fasern und arbeitet anschließend die Bleche durch Kalandrieren, denn die Einzel Biegung oder Streckziehen für die doppelte Krümmung. Auf diese Weise wurden wir als bestimmte Rumpfschalen für den Airbus A380 GLARE realisiert. Mit dieser Philosophie können dann machen Fugen zwischen Platten beispielsweise durch Nieten oder Kleben. Man muss berücksichtigen, während der Verarbeitung durch Kalandrieren oder Warmumformung oder Kälte, die unterschiedliche Elastizitätsmodule der Materialien, aus denen der MLF, und die dazu führen, unterschiedliche elastische Renditen entlang der Dicke erfolgen.

Die Philosophie von Verbundmaterial anstatt die Verwendung für das Herstellungsverfahren des "lay-up", die zur Überlagerung von Metall bereits vorher gebildeten bietet, mit Schichten von Prepreg-Verbundmaterial. Es machte das Stück durch diesen Prozess, gehen wir in die "Pflege" in einem Autoklaven. Auf diese Weise können auch die Begrenzungen zu überwinden aufgrund der maximalen Abmessungen der Bleche auf dem Markt, mit der Technik der splice "splice", durch die in einer versetzten Metallschichten überlappen, und der Verbund aus den beiden Platten.

FML können auch gefaltete und bedruckte als ob sie der Metallbleche von Standardmaterial, wenn auch mit einigen zusätzlichen Aufmerksamkeit auf Delaminierung, die auftreten können aufgrund einer übermäßigen lokalen Verformung oder Bruch der dünnen Bleche in Bezug auf die Ecken besonders hoch sein. Zur Konturierung und Bohren, ist als Fräser oder Fräser Scheiben ziemlich hart eingesetzt werden, da die meisten der Fasern sehr abrasiv. Geeignete Materialien für die Werkzeuge werden dann Cermets oder dergleichen sein. Für diese Vorgänge muß vorsichtig sein, um eine Delaminierung der auf dem Rand des Loches auftreten kann, oder an den Rändern der Folie aufgrund eines Scheibenfräsers zu stark geneigt, was bewirkt, dass das "Abziehen" des Metalls aus der Matrix. Wasserstrahlschneiden und Laserschneiden sind Schnitttechniken wenig benutzt, aufgrund der schlechten Oberflächengüte resultierende ,, dass weitere Ausbauarbeiten und der Wärmeeinflusszonen jeweils erfordert. Typische Anwendungen für diese Materialien sind auf dem Gebiet der Luft- und Raumfahrt, wegen der hohen Produktionskosten. Aeronautical haben Anwendungen für Rumpfplatten und ventralen Flügel oder "Patches" für die Reparatur und Inspektion Platten gesehen. Auf dem Gebiet der Raum können Sie beispielsweise in Tanks MLF, aufgrund der hohen Beständigkeit gegen Explosion und die Exposition gegenüber der Flamme, wobei die Schichten der Faser eine natürliche Barriere realisiert werden. Mit Schichten von Kevlar wurden ebenfalls hergestellt und Körperschilde militärischen Mitteln durchsetzt.

Bibliographie und Referenzen

  • Vlot A. & amp; Gunnink J. W. Fiber Metall-Laminate: Eine Einführung. Kluwer Academic Publishers, 2002. ISBN 9781402000386
  • Dauerfestigkeit und statische Restfestigkeitsproben FML Überlappstoß - Arbeit am Institut für Luft- und Raumfahrttechnik an der Universität von Pisa
  0   0
Vorherige Artikel Der Kommandeur der Flying Moon
Nächster Artikel Punta Marmottere

In Verbindung Stehende Artikel

Kommentare - 0

Keine Kommentare

Fügen Sie einen Kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Zeichen übrig: 3000
captcha