Kirjoittaja Aihe: komposiittirakenteet  (Luettu 5340 kertaa)

0 jäsentä ja 1 Vieras katselee tätä aihetta.

Poissa Jukka Mäkelä

  • Superkirjoittelija
  • *
  • Viestejä: 100
komposiittirakenteet
« : Marraskuu 25, 2005, 16:39:25 »
Koska tällä foorumilla pyörii asiantuntevaa väkeä, niin esitän muutaman kysymyksen:

Millaisia vaatimuksia asetetaan lentokoneen rakenteena käytettävälle komposiittimateriaalille  ?

MIllaisia komposiittimateriaaleja lentokoneenrakennuksessa yleisesti käytetään  ?

Kumpi on yleisempi tapa lekorakennuksessa valmistaa komposiittirakenteita, ilman muottia vai muotilla ?

Poissa Karoliina

  • Gigaluokan kirjoittelija
  • *
  • Viestejä: 937
  • JAA-PPL, FAA-PPL, UPL, 1 Northern Atlantic USA-FIN
    • http://designaplane.blogspot.com
Re: komposiittirakenteet
« Vastaus #1 : Marraskuu 25, 2005, 18:00:11 »
Asiantuntematon kommentti, mutta totta: teräsbetonikomposiitti ei tunnetusti kelpaa, ainakaan sadan kappaleen sarjoissa :D

Komposiittimateriaalit:
- Katso Aircraft Sprucen sivu: http://www.aircraftspruce.com
Siitä saa jotain kuvaa.

Kaikki Burt Rutanin suunnitelmiin perustuvat koneet tehdään moldless composite -rakenteella, jossa ei käytetä muottia
vaan laminoidaan foamin päälle. Lähes kaikki tehdasrakenteiset koneet sen sijaan (mukaanlukien ultrat) tehdään
muotilla.

Lentokoneen rakennussarjoissa ja piirustussarjoissa on yleensä lista hyväksytyistä materiaaleista
ja materiaalin jota käytät tulee täyttää piirustussarjan materiaalin ominaisuudet (eli suunnittelijan vaatimukset).

Jos itse suunnittelet lentokoneen, kannattaa varmaankin suunnitella sellainen rakenne, joka yhtäaikaa kestää ja on kevyt ja
soveltuu käytetylle lämpötila-alueelle. Laminaatin lujuutta voit itse koestaa ja loppu on lujuusoppia, joku muu voi kertoa siitä tarkemmin.

Epokseista MGS L285 on Saksassa hyväksytty sertifioitujen lentokoneiden materiaaliksi. Se on myös
Nat Pufferin hyväksymä epoksi. Sitä ei myydä Suomessa (Kevra myy vain SP Systemsin epoksia).

Suosittelen hankkimaan Burt Rutanin Moldless Composite Aircraft Construction -vihkosen, siinä käydään läpi
peruslayup-menetelmät. Siinä suositeltavaa (sen mukaan ainoaa oikeaa) epoksia tosin ei enään valmisteta.


JPK1990

  • Vieras
Re: komposiittirakenteet
« Vastaus #2 : Marraskuu 25, 2005, 20:49:44 »
Mitkä kuidut olisivat parhaita lentokonekäytössä? -ominaisuudet -hinta.

Poissa Ansis

  • Gigaluokan kirjoittelija
  • *
  • Viestejä: 608
  • Oikea nimi: Kari Ansamaa
Re: komposiittirakenteet
« Vastaus #3 : Marraskuu 26, 2005, 15:10:28 »
Puu.
My mind is willing, but purse is weak.

Poissa kate

  • Megaluokan kirjoittelija
  • *
  • Viestejä: 494
    • http://www.katix.org/kate
Re: komposiittirakenteet
« Vastaus #4 : Marraskuu 26, 2005, 16:06:06 »
(Karoliina Katen accountista):

Kullakin materiaalilla on omat hyvät ja huonot puolensa.

Lasikuitukoneen (foam + lasikuitu) hyviin puoliin kuuluu mm.
- vapaa muotoiltavuus
- et välttämättä tarvitse edes muottia
- sileä pinta, ei esim. niittejä
- kevyt rakenne on kestävä
  - tosin, ei absoluuttisesti ole näin, esim. metallista saa yhtä kestävän
- helppo korjata, santapaperoidaan rikkinäinen kohta pois ja laminoidaan tilalle uusi paikka lasikuitua,
ohjeet löytyy Moldless Composite Aircraft Construction -kirjasta.
- helppo rakentaa, ei siipikaaria, ei siiven sisäistä salkoa
- materiaali on kohttuullisen halpaa, ellei käytetä hiilikuitua
- yhden koneen tai pienen sarjan valmistaminen on nopeaa (suurissa sarjoissa metalli on nopeampaa valmistaa, koska
voidaan käyttää valmiiksi prässättyjä osia)
- ei lahoa
- ei ruostu
- ohjaamo on lasikuitukoneessa usein hiljaisempi kuin metallikoneessa, koska lasikuiturakenne
vaimentaa värähtelyjä tehokkaasti eikä moottorista värähtelynä etenevät äänet kantaudu niin tehokkaasti
ohjaamoon.

Huonoja puolia:
- voi maalata ainoastaan valkoiseksi tai muulla vaalealla värillä, korkeintaan hopeanväriseksi, aurinko lämmittää muuten liikaa
- säilyttäminen sateessa, loskassa, pakkasessa, loskassa jne. Suomen talvioloissa tekee huonoa lasikuitukoneelle, jos sitä pidetään ulkona
- valmistusprosessissa tarvitsee kaasunaamaria, nitriilikäsineitä ja varovaisuutta epoksia käsiteltäessä
- sopivasti (=huonosti) pintakäsiteltynä kun lentää lämpimällä ilmalla korkealle (=kylmään), tulee pintaan osmoosikuplia (pieniä palleroita).

Muilla materiaaleilla on mm. tuo muotoiltavuus heikompaa tasoa kuin lasikuitukomposiitilla, tästä syystä
useissa metallikoneissakin (esim. Eurostar) on nokkapelli valmistettu lasikuidusta. Sama ongelma pätee puuhun,
puukoneen muodosta tulee melko laatikkomainen.

Sekä metallista, lasikuidusta, hiilikuidusta että puusta voidaan tehdä rakenne joka kestää esim. +10/-10 g:tä, joten
kestävyys ei ole ainoa valinnan kriteeri. Rutan on kertonut oman valintansa tulleen nimenomaan muotoiltavuudesta
eikä niinkään materiaalin absoluuttisesta hyvyydestä.

Itse osaan varsin hyvin puutyöt, mutta valitsin silti lasikuitukomposiitin, koska
siitä saan paremmin sen muotoisen koneen kuinka haluan, joskin täytyy sanoa että laatikkomaisuutta esiintyy myös
Cozyn rungossa valmistusteknillisistä syistä, jigissä käytetään puuta ja siitä tulee joitakin rajoituksia muotoiltavuudelle.
Olen kaiuttimien rakentamisessa käyttänyt pääosin puuta, mutta tehnyt joitakin vahvistuksia lasikuidulla ja hiilikuidulla.
Puulla on taipumus lohjeta, mitä ei ihan niin helposti lasikuiturakenteessa tapahdu, ja olen vahvistellut mm. ruuvinreikiä yms.
Tosin painoluokka kaiuttimissa onkin hieman eri luokkaa kuin lentokoneissa esim. uusin tekemäni lisäbassokaiutin
painaa noin 100 kg missä ei ole yhtään liikaa ottaen huomioon millaisille kuormituksille rakenne joutuu 1.2 kW teholla
ajettaessa elementtiä jonka liikepoikkeama on 6 senttiä.

t: Karoliina
« Viimeksi muokattu: Marraskuu 26, 2005, 16:15:52 kirjoittanut kate »

Poissa hmv

  • Jäsen
  • *
  • Viestejä: 13
Re: komposiittirakenteet
« Vastaus #5 : Marraskuu 26, 2005, 20:06:07 »
Koska tällä foorumilla pyörii asiantuntevaa väkeä, niin esitän muutaman kysymyksen:

Millaisia vaatimuksia asetetaan lentokoneen rakenteena käytettävälle komposiittimateriaalille  ?

MIllaisia komposiittimateriaaleja lentokoneenrakennuksessa yleisesti käytetään  ?

Kumpi on yleisempi tapa lekorakennuksessa valmistaa komposiittirakenteita, ilman muottia vai muotilla ?

DG:n sivulla ainakin on jotakin juttua siitä millä tavalla tehtaalla rakennetaan ja testataan
purjekoneen komposiittirakenteita. Noilta sivuilta löytyy esim. video siiven koekuormituksesta.

http://www.dg-flugzeugbau.de/inh-tech-e.html
http://www.dg-flugzeugbau.de/flugzeug-bauen-e.html
http://www.dg-flugzeugbau.de/bauvorschriften-e.html
http://www.dg-flugzeugbau.de/bruchversuch-e.html

/Hannu

JPK1990

  • Vieras
Re: komposiittirakenteet
« Vastaus #6 : Marraskuu 26, 2005, 21:57:10 »
minkälaista maalia suosittelisitte sisä / ulkopuolelle? sellainen joka kestaa hyvin aurinkoa jne.

Markku Hiedanpää

  • Vieras
Re: komposiittirakenteet
« Vastaus #7 : Marraskuu 26, 2005, 22:52:28 »
Lainaus
Kullakin materiaalilla on omat hyvät ja huonot puolensa......................
Lainaus

Tässä on oma listani lujitemateriaalien hyvistä ja huonoista puolista, viimeisin rivi on kaikkein tärkein.

Lujitemuovirakenne antaa seuraavia etuja vanhoihin rakennetapoihin verrattuna

– Muoto saadaan suoraan muotista ja se on mielivaltaisesti valittavissa.
– Ulkopinta on aina yhtä sileä ja aalloton kuin muotitkin.
– Kerroslevy-rakennetavan käyttö on helppoa, jolloin ulkopinnat saadaan paitsi kantamaan painekuormat ilman haitallisia muodonmuutoksia myös kestämään rajuakin maakäsittelyä (maastolaskut). Jäykät pintalevyt kantavat suuria lommahduskuormia eikä siivissä tarvita yleensä kaaria ollenkaan.
– Päästään integraali-rakennetapaan, jossa vielä ainevahvuutta voidaan muuttaa jatkuvasti rasitusten muuttuessa pitkin kappaletta. Tämä nopeuttaa työtä ja pienentää painoa.
– Lujitekuidut voidaan suunnata rasituksen suuntaan ja säästää painoa.
– Materiaalilla on suuri energian absorbtiokyky vaurion sattuessa.
– Ulkopinnasta saadaan kulutuksenkestävä ja itse materiaalin säänkesto-ominaisuudet ovat kohtalaiset.
– Osien liittäminen toisiinsa liimaamalla on helppoa ja nopeaa (vrt. metallikoneen niittaaminen).

Huonoja puolia ovat:

– Materiaalilla ei ole plastista, so. murtumisesta varoittavaa aluetta. Väsymisen takia on valittavat suuret varmuuskertoimet murtumiseen, varsinkin lasikuitua lujitteena käytettäessä. Hiilikuidulla ei näin kuitenkaan ole.
– Materiaalin lujuus- ja jäykkyysarvojen muuttuminen lujitteen suunnan mukana. Kunkin laminaatin lujuus täytyy määrittää erikseen. Laminaatin lujuusarvojen hajonta on myös melkoinen johtuen käsinlaminoidun laminaatin kuitujen suunnan, määrän ja laminointivirheiden vaihtelusta.
– Edellisestä johtuen ei ole olemassa valmistajien takaamia lujuusarvoja (vrt. alumiini), vaan kaikki lujuusarvot joutuu valmistaja määrittämään kokeellisesti.
– Mitoitusperusteena ei voida käyttää tiettyä jännitystasoa, vaan joudutaan mitoittamaan tietyn kuitujen suunnasta riippuvaisen venymätason suhteen. Vaikeutena tässä on laminaatin kimmomodulin riippuminen käytetystä hartsista, kankaan kudonta-tyypistä, kuitujen suunnasta ja määrästä sekä käyttölämpötilasta.
– Vaikka polyesteri ja epoksi sekä lasikuitu ovat sellaisenaan vastustuskykyisiä säätä ja kosteutta vastaan, on niistä valmistettu laminaatti usein varsin ongelmallinen sään keston suhteen.
– Materiaalien säilytys sekä komponenttien sekoitus vaatii suurta tarkkuutta eikä sen laiminlyöminen näy silmin lopputuloksessa, vaan se tuntuu lujuusominaisuuksissa.
– Työn laadun tarkastaminen on vaikeaa. Lopputuloksesta ei voi silmämääräisesti sanoa kovinkaan paljon. Lähinnä paras menetelmä on valvoa itse jatkuvasti valmistusta.
– Tuotteen laatu on täysin tekijästään riippuva.



Poissa Jukka Mäkelä

  • Superkirjoittelija
  • *
  • Viestejä: 100
Re: komposiittirakenteet
« Vastaus #8 : Joulukuu 07, 2005, 17:38:14 »
Paljon kiitoksia kaikille aihepiirin keskusteluun osallistuneille - sain runsaasti tietoa, ja vinkkejä mistä saa hankituksi lisäinformaatiota.

 

Powered by EzPortal