ZB - 15 Niekonwencjonalne technologie łączenia elementów konstrukcji lotniczych

I i II kwartał 2011

III KONFERENCJA RADY PARTNERÓW CZT AERONET i PANELE EKSPERTÓW PROJEKTU 13 – 14 Czerwca 2011 r.

„Nowoczesne technologie materiałowe stosowane w przemyśle lotniczym”

PROJEKT W SPÓŁFINANSOWANY PRZEZ UNIĘ EUROPEJSKĄ ZE ŚRODKÓW EUROPEJSKIEGO FUNDUSZU ROZW OJU REGIONALNEGO

ZB - 15 Niekonwencjonalne technologie łączenia elementów

konstrukcji lotniczych

Lider merytorycznyTomasz Sadowski

Jarosław Sęk

Instytucje partnerskie w zadaniuPolitechnika Częstochowska

Politechnika LubelskaPolitechnika Rzeszowska

Instytut Maszyn Przepływowych PAN (Gdańsk)

Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych

WYBRANE WYNIKI – Politechnika Rzeszowska (T.Balawender)Testowanie złączy klinczowych z zastosowaniem różnych środków rozdzielających powierzchnie styku łączonych blach

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5Przemieszczenie s [mm]

Siła

ścin

ając

aP

[kN

]

powierzchnie łączonych blach

odtłuszczone

powierzchnie łączonych blach pokryte smarem grafitowym

powierzchnie łączonych blach rozdzielone grubą folią PTFE

powierzchnie łączonych blach

rozdzielone cienką folią PTFE

Wnioski:1 – zmniejszenie tarcia na powierzchni styku łączonych blach jest korzystne dla uformowania złącza klinczowego; powoduje zwiększenie grubości ścianki bocznej w ‘szyjce’ przetłoczenia i zwiększenie ‘zamka’ przetłoczenia,2 – zastosowanie środków zmniejszających tarcie pomiędzy łączonymi blachami powoduje zmniejszenie adhezji blach w gnieździe przetłoczenia i obniża wytrzymałość złącza i absorpcję energii podczas jego zniszczenia.


WYBRANE WYNIKI – Politechnika Rzeszowska (T.Balawender)Modyfikacja złączy klinczowych i ocena ich wytrzymałości

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Siła

ścin

ając

aP

[kN

]

Przemieszczenie s [mm]

złącze klinczoweniemodyfikowane

złącze klinczoweprzetłoczone ‘odwrotnie’

złącze klinczoweprasowane ‘na płasko’

sprasowane dno przetłoczenia stemplem ϕ6 mm

sprasowane dno przetłoczeniastemplem ϕ8 mm

Wnioski:Wzrost wytrzymałości złącza oraz absorpcji energii podczas jego zniszczenia, można uzyskać przez dodatkowe sprasowanie dna przetłoczenia stemplem na płaskiej matrycy. Korzystne jest zmniejszenie średnicy stempla prasującego (ϕ6 mm) w stosunku do średnicy stempla formującego (ϕ8 mm). Przetłoczenie gniazda złącza klinczowego w drugą stronę lub jego sprasowanie na płasko, powoduje obniżenie właściwości mechanicznych.


WYBRANE WYNIKI – Politechnika Rzeszowska (T.Balawender)Opracowanie programu i wykonanie badań połączeń klinczowo – klejowych mających na celu wzrost ich wytrzymałości

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Siła

[kN

]

Przemieszczenie [mm]

Stal

Miedź

Złącze klinczowe

Złącze hybrydowe - klinczowanie przed utwardzeniem kleju

Złącze hybrydowe - utwardzanie kleju przed klinczowaniemZłącze klejowe

Wstępne wnioski:Hybrydowe złącza klinczowo-klejowe mają większą wytrzymałość od wytrzymałości złączy klinczowych i klejowych (efekt synergii). Procedura wykonania złącza hybrydowego: klejenie – klinczowanie – utwardzanie kleju powoduje wzrost wytrzymałości i absorpcji energii podczas jego zniszczenia, w porównaniu z procedurą: klejenie – utwardzanie – klinczowanie.


WYBRANE WYNIKI – Politechnika Lubelska (T.Sadowski, P.Golewski, M.Kneć ) - Politechnika Rzeszowska (T.Balawender) Analiza numeryczna i doświadczalna połączeń klejowo-klinczowych

Series: Advanced Structures Materials, Vol. 6 Silva, Lucas F. M. da; Pirondi, Alessandro; Öchsner, Andreas (Eds.)1st Edition., 2011, VII, 309 p. 270 illus.

Rozdział 6Technology of Clinch- Adhesive Joints T.Sadowski, T.Balawender

drawing compression

th

cl

x

drawing compression

x

th

cl


WYBRANE WYNIKI – Politechnika Rzeszowska (T.Balawender, R.Śliwa)Nowa koncepcja nitu dwuczęściowego – c.d.

h 2

shearing forceshearing force

distance between testedsample grips

change of this distance was measured as a displacement value

rivet jointsteel sheets

0

1

2

3

4

5

6

7

0 2 4 6 8displacement, mm

shea

ring

forc

e, k

N

drilled brass solid rivet ϕ5 + aluminium solid rivet ϕ3

brass solid rivet ϕ5

aluminium solid rivet ϕ5


WYBRANE WYNIKI – Politechnika Rzeszowska (J.Czaja, R.Śliwa) Analiza modelu węzła śrubowego wysoko obciążonego w konstrukcji lotniczej metodą elastooptyczną - cd.

Wykorzystanie metody stereolitografii laserowej – SLA - wykonanie prototypu elementów zespołu węzła lotniczego po wcześniejszym przygotowaniu niezbędnych dla procesów danych numerycznych oraz technologii wytworzenia. Na podstawie modeli SLA wykonano silikonowe formy pod odlewy próżniowe. Odlewy części węzła z żywicy do badań elastooptycznych wykorzystano do dalszych badań i pomiarów – określenie powstających pod wpływem zadanego obciążenia naprężeń – usytuowania ognisk występowania oraz oszacowania ich wartości.

Przyrząd do badania modelu węzła

Rozkład izochrom na modelu z zaciskiem wstępnym 3 Nm, ściskanie dla podkładki twardej

Rozkład izochrom na modelu z zaciskiem wstępnym 3 Nm, ściskanie dla podkładki miękkiej

Rozkład izochrom na modelu z zaciskiem wstępnym 3 Nm, rozciąganie dla podkładki twardej

Rozkład izochrom na modelu z zaciskiem wstępnym 3 Nm, rozciąganie dla podkładki miękkiej


WYBRANE WYNIKI – Politechnika Rzeszowska (J.Sęp, W.Zielecki, B.Ciecińska, R.Perłowski )Analiza wpływu struktury geometrycznej w układzie 3D na wytrzymałość zakładkowych połączeń klejowych

Przeprowadzono kompleksową ocenę wpływu struktury stereometrycznej w układzie 3D powierzchni łączonych elementów na wytrzymałość zakładkowych połączeń klejowych. Badaniom poddano połączenia, których powierzchnie, przed klejeniem ukonstytuowano metodami szlifowania, szczotkowania, polerowania, walcowania, obróbki strumieniowo-ściernej, śrutowania oraz kulowania. Dla otrzymanych powierzchni wyznaczono parametry chropowatości w układzie 3D: - parametry amplitudy (Sa, Sq, Sz, Ssk, Ssq, Sp, Sv, St), - parametry przestrzenne (Str, Std, Sal), - parametry hybrydowe (Sdq, Sds, Ssc, Sdr, Sfd), - parametry pola i objętości (Smr, Sdc), - parametry funkcyjne (Sk, Spk, Svk, Sr1, Sr2), - indeksy funkcyjne (Sbi, Svi, Sci). Przeprowadzone badania eksperymentalne wykazały, że wytrzymałość na ścinanie Rt zakładkowych połączeń klejowych sklejonych kompozycją Epidian 5 + PAC wykazuje znaczne uzależnienie od rozwinięcia powierzchni, charakteryzowanego parametrami hybrydowymi: średnią arytmetyczną krzywizną wierzchołków Ssc (R = 0,7894), rozwiniętym polem międzyfazowym Sdr (R = 0,7498) oraz nachyleniem średniokwadratowym Sdq (R = 0,7363). Współczynnik korelacji liniowej pomiędzy wytrzymałością na ścinanie badanych połączeń klejowych a parametrami amplitudy oraz przestrzennymi wynosił R = 0,31 – 0,54 natomiast z parametrami pola i objętości, funkcyjnymi oraz indeksami funkcyjnymi uzyskiwał wartość R = 0,11 – 0,39.Parametry hybrydowe Ssc, Sdr, Sdq można zatem wykorzystać do kontroli poprawności przygotowania powierzchni oraz prognozowania wytrzymałości na ścinanie zakładkowych


y = 355,35x + 5,7148R2 = 0,6232

0

5

10

15

20

25

0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04

Ssc mm

Rt MPa

Rys. 1. Zależność wytrzymałości na ścinanie Rt zakładkowych połączeń klejowych ze stali S235JR od średniej arytmetycznej krzywizny

wierzchołka Ssc

WYBRANE WYNIKI – Politechnika Rzeszowska (J.Sęp, W.Zielecki, B.Ciecińska, R.Perłowski )Analiza wpływu struktury geometrycznej w układzie 3D na wytrzymałość zakładkowych połączeń klejowych


WYBRANE WYNIKI – Politechnika Rzeszowska (J.Sęp, W.Zielecki, B.Ciecińska, R.Perłowski )Laserowa obróbka powierzchni przed klejeniem

Metodę laserowego oczyszczania powierzchni zastosowano do jednoczesnego oczyszczenia powierzchni i jej rozwinięcia przed naniesieniem kleju.

Przedmiotem zainteresowania były dwa aspekty ablacji:• Zwilżalność powierzchni i jej zmiany w czasie (możliwy spadek i jego wielkość)• Wytrzymałość statyczna na ścinanie połączenia klejowego wykonanego po ablacji laserowej

W badaniach eksperymentalnych wykorzystano laser światłowodowy, którego głowicę zamontowano we wrzecienniku frezarki pionowej (z wyłączonymi obrotami).


Klejenie wykonano różnymi klejami, wykonując połączenia z dwóch różnych materiałów. Powierzchnie w celach porównawczych przygotowano również w tradycyjny sposób (płukanie w acetonie, ręczne schropowacenie papierem ściernym, piaskowanie).

Wyniki badań nośności w warunkach ścinania:

Dla Ti-6Al-4V: Dla X6Cr17:

2. Laserowa obróbka powierzchni przed klejeniem – cd.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

1 2 3 4 5 6

Warianty obróbki

Siła

nis

zczą

ca [N

]

Klej metakrylowy

Klej epoksydowy


WYBRANE WYNIKI – Politechnika Lubelska (T.Sadowski, E.Zarzeka-Raczkowska, P.Golewski, M.Kneć )Analiza eksperymentalna i numeryczna wpływu geometrii rozmieszczenia nitów w połączeniach hybrydowych klejowo - nitowych z czterema nitami na pola naprężeń i deformacji tych połączeń

Badania dotyczyły analizy:

•stanu deformacji w połączeniach klejowych dwunakładowych wzmocnionych czterema nitami poddanych jednoosiowemu rozciąganiu;

•rozkładu deformacji i naprężeń obwodowych wokół nitów;

•wpływu geometrii rozmieszczenia nitów (szwy jedno- i dwu-rzędowe) na wytrzymałość połączenia hybrydowego (Rys.1).

Rys 1. Schemat rozmieszczenia nitów w połączeniach nitowych i hybrydowych klejowo - nitowych z czterema

nitami.


Rys.2. Przykładowy raport dla połączenia

hybrydowego klejowo-nitowego o rozkładzie

nitów typu 2-2

Rys.3. Przykładowy raport dla połączenia

hybrydowego klejowo-nitowego o rozkładzie

nitów typu 1-2-1


Blaszki aluminiowe

Warstwy kleju Loctite 435TM

Połączenie hybrydowe typu 2-2

Rys.4. Pola naprężeń zredukowanych połączenia hybrydowego typu 2-2 (model1/2 połączenia)

Model numeryczny (ABAQUS) – połączenie hybrydowe typu 2-2


• Korzystny rozkład sił i naprężeń zredukowanych występuje w przypadku połączeń hybrydowych klejowo-nitowych z rozkładem nitów typu 2-2 (kwadrat) oraz 1-2-1 (romb). Połączenia tego typu gwarantują dobry docisk połączenia, a odpowiednio duże odległości pomiędzy nitami nie osłabiają w znacznym stopniu warstw klejowych (adhezyjnych).

• W obu tych połączeniach czas pracy, wielkość przenoszonej siły i naprężeń oraz absorpcja energii zniszczenia wyłącznie przez nity po destrukcji warstw adhezyjnych jest niemal identyczna.

• Zalety połączenia hybrydowego typu 1-2-1 (romb) widać natomiast w pracy na etapie hybrydy – połączenie klejowe wzmocnione nitami o tej geometrii rozmieszczenia przenosi większe wartości siły i naprężeń, absorbuje większą wartość energii zniszczenia oraz ma dłuższy czas pracy.

• Tak więc , najkorzystniejszym typem połączenia hybrydowego dwunakładkowego klejowo-nitowego z czterema nitami jest typ połączenia 1-2-1 (romb), Rys. 5.

Rys. 5. Wykresy siła – przemieszczenie dla poszczególnych typów połączeń hybrydowych (uśrednione wartości dla poszczególnych typów połączeń):1 – połączenie typu 2-2; 2 - połączenie typu 3-1; 3 - połączenie typu 1-3, 4 - połączenie typu 1-2-1

Wnioski


WYBRANE WYNIKI – Politechnika Lubelska (T.Sadowski, E.Zarzeka-Raczkowska, P.Golewski, M.Kneć )Analiza numeryczna połączeń klejonych i punktowo-zgrzewanych (PZL Mielec S.A.)

• połączenie zgrzewane• połączenie hybrydowe – zgrzewane i klejone• połączenie klejone

5 zgrzein o średnicy 3mm.

połączenie zgrzewane



połączenie hybrydowe



połączenie klejone




WYBRANE WYNIKI – Politechnika Częstochowska (P.Lacki, J.Adamus, K.Wojsyk , K.Kudła)Opracowanie technologii spawania laserowego elementów lotniczych

Dotychczasowa technologia sczepiania łopatek wirnika aparatu kierującego ogranicza się do ich ustalenia za pomocą kulek z użyciem klasycznego kondensatorowego zgrzewania rezystancyjnego. Zaletą tej metody jest prostota i ograniczone wymagania co do kwalifikacji personelu wykonującego sczepianie. Niestety czas niezbędny do ustalenia (sczepiania) łopatek względem pierścienia aparatu kierującego jest co najmniej 5-krotnie dłuższy niż w przypadku proponowanego mikrosczepiania impulsowego. Utrudniona jest również automatyzacja procesu. Istotny wpływ na wtopienie ma moc impulsu i czas jego trwania.

a)

b)

Główne wnioski:1.Spawanie przedlutownicze laserem jest alternatywną technologią do obecnie stosowanej 2.w montażu aparatu, gdyż umożliwia jednoznaczne, szybkie i niepowodujące zmian 3.w materiale podstawowym sczepienie łopatek do wieńca.4.Spawanie laserowe nie utrudnia wprowadzania i wnikania lutu do szczeliny.5.Spawanie laserowe może wzmacniać złącze: łopatka – wieniec, tworząc monolityczne połączenie, jednak może utrudnić demontaż łopatek w razie ich eksploatacyjnego uszkodzenia.6.Spawanie wiązką lasera może być stosowane bez użycia materiału dodatkowego.7.W celu uzyskania spawania „na wskroś” należy zastosować wyższe moce lasera od użytych w niniejszych próbach. Jest to technicznie możliwe, gdyż np. wycinanie otworów pod łopatki w wieńcu odbywa się również laserem.


Bębnowy układ hamulcowy jest stosowany w wielu aplikacjach lotniczych. Analizowany przykład jest stosowany w śmigłowcu Mi-2. Dotychczas stosowane rozwiązanie łączyło okładzinę cierną hamulca ze szczęką za pomocą nitów. Z uwagi na konieczność stosowania nowych bezazbestowych okładzin ciernych, które pękają przy stosowaniu technologii nitowania istnieje potrzeba zastosowania klejenia okładzin ciernych do hamulca.

Główne wnioski:1.Zaprezentowany model numeryczny hamulca bębnowego zostanie wykorzystany do dalszej analizy w ramach projektu. Symulacje numeryczne ukierunkowane będą na poznanie zjawisk zachodzących między okładziną a szczęką hamulcową z uwzględnieniem zmian, jakie wprowadza ciepło tarcia.

X Y

Z

X

Y

Z

Klocek (30H GSA)

K lej (Ara ldite 64-1)O kładz ina (Fo706)

T IM E 0.0 0375 0

X

Y

Z X

Y

Z

D IS TRI BUTEDC O NTAC TTR AC TIO N [P a]T I ME 0.00 3750 [ s]

9601 84 .

90000 0.

75000 0.

60000 0.

45000 0.

30000 0.

15000 0.

0.

2. Symulacje numeryczne umożliwiają: analizowanie wszystkich warunków pracy hamulca, łatwą zmianę parametrów, szybkie uzyskiwanie danych o systemie, badanie sytuacji hipotetycznych występujących w lotnictwie.

WYBRANE WYNIKI – Politechnika Częstochowska (P.Lacki, J.Adamus, K.Wojsyk , K.Kudła)Opracowanie metodyki modelowania numerycznego za pomocą MES lotniczych układów hamulcowych


Głównym celem realizowanego zadania jest wprowadzenie do krajowego przemysłu lotniczego technologii nierozłącznego spajania konstrukcji z zastosowaniem zgrzewania FSW (Friction Stir Welding). Wymieniona technologia ma zastąpić docelowo, dotychczas stosowane, technologie łączenia elementów konstrukcji lotniczych z użyciem nitowania lub spawania laserowego, ze szczególnym uwzględnieniem aluminium jako materiału konstrukcyjnego.

Główne wnioski:

1.Wykonane badania twardości złączy zgrzewanych z aluminium wskazują, że obszar zgrzeiny charakteryzuje się największą twardością, która przewyższa o około 10-12 jednostek HV twardość materiału rodzimego. W strefie wpływu ciepła następuje niewielka utrata twardości w stosunku do twardości MR.

2.Wytrzymałość złączy zgrzewanych z użyciem technologii FSW przewyższa o około 30% wytrzymałość połączeń wykonanych z zastosowaniem spawania łukowego. Zerwanie następuję zawsze w SWC złącza od strony spływu, dlatego niezbędne jest zastosowanie zabiegów dodatkowych zwiększających wytrzymałość złącza w tej strefie.

3.Zmiana parametrów zgrzewania tj. prędkości obrotowej narzędzia i jego prędkości przesuwu zachowuje postać charakterystyki rozkładu twardości i niewiele zmienia twardość w strefie odkształcenia termomechanicznego.

WYBRANE WYNIKI – Politechnika Częstochowska (P.Lacki, J.Adamus, K.Wojsyk, K.Kudła)Badania doświadczalne i analiza jakości złączy doczołowych zgrzewanych metodą FSW materiałów stosowanych na konstrukcje lotnicze

0

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5

epoxyd - P E E K - epoxyd


Wytrzymałość złącza wykonanego przy pomocy żywicy termoplastycznej PEEK dla próbek z kompozytu epoxydowego.

[ MP

a ]

WYBRANE WYNIKI – IMP Gdańsk (P.Doerffer, B.Puchowski)Połączenia zgrzewane konstrukcji lotniczych z kompozytów epoxydowo węglowych


0

20

40

60

80

1 2 3 4 5

P E E K - P E E K

Wytrzymałość złącza wykonanego przy pomocy żywicy termoplastycznej PEEK dla próbek z kompozytu PEEK.

[ MP

a ]

WYBRANE WYNIKI – IMP Gdańsk (P.Doerffer, B.Puchowski)Połączenia zgrzewane konstrukcji lotniczych z kompozytów epoxydowo węglowych

Dane do wskaźników realizacji celów projektu

Dane do wskaźników realizacji celów projektu (produktu i rezultatu) uzyskanychw pierwszym i drugim kwartale 2011

• Referaty konferencyjne (tytuł wystąpień, nazwiska wykonawców, nazwa i termin konferencji) - 7

1. Sadowski T., Marsavina L., Craciun E-M., Knec M.,Parallel of cracks propagation in an orthotropic polymer matrix composite subjected to tension , 19 th International Conference on Computer Methods in Mechanics, Warszawa, maj 9-12, 2011.

2. Zielecki W., Sęp J.: Wytrzymałość na ścinanie zakładkowych połączeń klejowych starzonych naturalnie. VII Międzynarodowa Konferencja nt. Technika i Technologia Montażu Maszyn, Cisna, 24-27 maja

3. Ciecińska B.: Ekologia w klejeniu. Analiza wpływu alternatywnych sposobów przygotowania złączy na ich wytrzymałość statyczną. VII Międzynarodowa Konferencja nt. Technika i Technologia Montażu Maszyn, Cisna, 24-27 maja

4. Perłowski R.: Wpływ sposobów przygotowania powierzchni blach tytanowych na wytrzymałość połączeń klejowych. VII Międzynarodowa Konferencja nt. Technika i Technologia Montażu Maszyn, Cisna, 24-27 maja

5. Lacki P., Adamus K., Wojsyk K., Zawadzki M.: Numerical simulation of electron beam welding process of Inconel 706 sheets. 14 International Conference on Sheet Metal. SheMet 2011. Leuven, Belgium

6. Adamus K.: Przewidywanie geometrii jeziorka spawalniczego na podstawie parametrów procesu spawania wiązką elektronów. 31.V-2.VI.2011 - XVII Naukowo-Techniczna Krajowa Konferencja Spawalnicza, Międzyzdroje

7. Kudła K., Wojsyk K.: Możliwości sterowania geometrią wtopienia podczas spawania i napawania z wykorzystaniem równoważnych normowanych energii liniowych. 31.V-2.VI.2011 - XVII Naukowo-Techniczna Krajowa Konferencja Spawalnicza, Międzyzdroje


• Publikacje w czasopismach (pełne dane bibliograficzne), które ukazały się w I półroczu 2011 r. 7 (6 lista filadelfijska)

1. Zielecki W., Pawlus P., Perłowski R., Dzierwa A.: Analiza wpływy struktury geometrycznej powierzchni w układzie 3D na wytrzymałość połączeń klejowych. Technologia i Automatyzacja Montażu 1/2011, s. 33-37, ISSN 1230-7661

2. Lacki P., Adamus K., Wojsyk K., Zawadzki M.: Numerical simulation of electron beam welding process of Inconel 706 sheets. Key Engineering Materials Vol. 473 (2011) pp 540-547

3. Lacki P., Adamus K., Wojsyk K., Zawadzki M., Nitkiewicz Z, Modeling of heat source based on parameters of electron beam welding process..: Archives of Metallurgy and Materials, Vol. 56 (2011) Issue 2, pp.455-462

4. Lacki P., Adamus K.,: Numerical simulation of the electron beam welding process. Computers & Structures, Volume 89, Issues 11-12, June 2011, Pages 977-9855. T.Sadowski, P.Golewski, E. Zarzeka-Raczkowska, "Damage and failure processes

of hybrid joints: adhesive bonded aluminium plates reinforced by rivets”, Comput. Mat. Sci. 50 (2011) 1256-1262.6. T.Sadowski, J.Bec, "Effective Properties for Sandwich Plates with Aluminium Foil Honeycomb Core and Polymer Foam Filling - Static and Dynamic Response",

Comput. Mat. Sci. 50 (2011) 1269-1275.7. T.Balawender, T.Sadowski, M.Kneć, “Technological problems and experimental

investigations of hybrid: clinched-adhesively bonded joint”, Arch. Metallurgy and Mat. 56 (2011) 439-446.

• Prace mgr, dr, hab. – obronione w I półroczu 2011 r. - imię i nazwisko (dyplomanta, doktoranta, habilitanta), tytuł pracy, imię i nazwisko promotora, data obrony,

– inżynierskie obronione – 2– magisterskie obronione – 3– inżynierskie planowane – 7

– doktorskie – 2

– habilitacyjne – 2 (zakończenie po 2013)

• Udział studentów / doktorantów / innych wykonawców (liczbowo) w danym ZB (aktualnie)

- studentów 12 - doktorantów 2 - habilitanci 2 - innych wykonawców 8 w tym 1 kobieta


Stan współpracy z przedsiębiorstwami Doliny Lotniczej

INNOWACYJNA GOSPODARKANARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI

UNIA EUROPEJSKAEUROPEJSKI FUNDUSZ

ROZWOJU REGIONALNEGO

WSK PZL Rzeszów SA (Pratt & Whitney) dotyczy optymalizacji procesu spawania wiązką elektronów. W ramach współpracy wykonano badania doświadczalne oraz symulacje numeryczne procesu spawania.

Pratt & Whitney Kalisz (PWK) dotyczy optymalizacji procesu technologicznego spawania przed lutowaniem. W ramach współpracy zrealizowano przetarg na wykonanie próbek do badań. Realizowany jest etap opracowania technologii sczepiania punktowego metodą MIG (TIG) aparatów silników lotniczych w celu ograniczenia lub eliminacji technologii sczepiania z użyciem kulki z obcego materiału.

AgustaWestland PZL Świdnik S.A. dotyczy zagadnień optymalizacji konstrukcji hamulca bębnowego wirnika nośnego śmigłowca Mi-2. W ramach współpracy opracowano koncepcję stanowiska badawczego do prób wytrzymałości połączeń klejonych okładzina cierna – szczęka hamulcowa.Ponadto badane są zagadnienia uszkodzeń połączeń klejowych w płytach sandwiczowych o wypełniaczu w postaci plastra pszczelego

PZL Mielec/Sikorski dotyczy zagadnień połączeń hybrydowych typu: śrubowo-klejowych, nitowo-klejowych, klejowo-zgrzewanych, zgrzewanie tarciowe z przesuwaniem

Główne wnioski

1. Uzyskane wyniki badań eksperymentalnych wskazują na przydatność i skuteczność obróbki laserowej jako alternatywnego sposobu przygotowania powierzchni przed klejeniem.

2. Istnieje możliwość ograniczenia lub wyeliminowania z procesu przygotowawczego substancji szkodliwych dla zdrowia i środowiska naturalnego

3. Fakt wystąpienia różnic w efektach - w kontekście badanych materiałów oraz klejów – jest przesłanką do prowadzenia dalszych prac eksperymentalnych nad tą metodą przygotowania powierzchni przed klejeniem.

4. Spawanie przedlutownicze laserem jest alternatywną technologią do obecnie stosowanej w montażu aparatu, gdyż umożliwia jednoznaczne, szybkie i niepowodujące zmian w materiale podstawowym sczepienie łopatek do wieńca.

5. Zaprezentowany model numeryczny hamulca bębnowego zostanie wykorzystany do dalszej analizy w ramach projektu. Symulacje numeryczne ukierunkowane będą na poznanie zjawisk zachodzących między okładziną a szczęką hamulcową z uwzględnieniem zmian, jakie wprowadza ciepło tarcia.

6. Przeprowadzone próby zgrzewania tarciowego z przemieszaniem wykazują lepszą jakość złączy, przy zastosowaniu takiego ustalenia narzędzia aby jego powierzchnia czołowa znajdowała się poniżej powierzchni materiału w zakresie od 0,15-0,4mm. Powoduje to przyśpieszenie nagrzewania metalu i zwiększenie ciśnienia wywieranego na metal w stanie półplastycznym. Dodatkowe polepszenie jakości złącza uzyskuje się przez zwiększenie kąta pochylenia narzędzia tak, aby tylna część wieńca była bardziej zagłębiona niż część przednia.

7. Analiza przekroju poprzecznego spoiny dla procesu spawania wiązką elektronów pozwoliła na otrzymanie modelu przewidującego powierzchnię przekroju spoiny wprowadzają średni błąd 4%.

Documents

ZB - 15 Niekonwencjonalne technologie łączenia elementów konstrukcji lotniczych