Transcript ZB-15 na III konf. PE PKAERO - AB +TS - last

III KONFERENCJA RADY PARTNERÓW CZT AERONET
i PANELE EKSPERTÓW PROJEKTU 13 – 14 Czerwca 2011 r.
„Nowoczesne technologie materiałowe stosowane w przemyśle lotniczym”
ZB - 15
Niekonwencjonalne technologie łączenia elementów
konstrukcji lotniczych
Lider merytoryczny
Tomasz Sadowski
Jarosław Sęk
Instytucje partnerskie w zadaniu
Politechnika Częstochowska
Politechnika Lubelska
Politechnika Rzeszowska
Instytut Maszyn Przepływowych PAN (Gdańsk)
I i II kwartał 2011
PROJEKT WSPÓŁFINANSOWANY PRZEZ UNIĘ EUROPEJSKĄ ZE ŚRODKÓW EUROPEJSKIEGO FUNDUSZU ROZWOJU REGIONALNEGO
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
WYBRANE WYNIKI – Politechnika Rzeszowska (T.Balawender)
Testowanie złączy klinczowych z zastosowaniem różnych środków rozdzielających
powierzchnie styku łączonych blach
powierzchnie łączonych blach pokryte
smarem grafitowym
4
powierzchnie
łączonych blach
odtłuszczone
3,5
Siła ścinająca P [kN]
3
2,5
2
1,5
1
powierzchnie łączonych blach
rozdzielone grubą folią PTFE
0,5
powierzchnie
łączonych blach
rozdzielone cienką
folią PTFE
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
Przemieszczenie s [mm]
3
3,5
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.
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
WYBRANE WYNIKI – Politechnika Rzeszowska (T.Balawender)
Modyfikacja złączy klinczowych i ocena ich wytrzymałości
4,5
sprasowane dno przetłoczenia stemplem ϕ6 mm
Siła ścinająca P [kN]
4
sprasowane dno przetłoczenia
stemplem ϕ8 mm
3,5
3
2,5
złącze klinczowe
niemodyfikowane
2
1,5
złącze klinczowe
prasowane ‘na płasko’
1
złącze klinczowe
przetłoczone ‘odwrotnie’
0,5
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Przemieszczenie s [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.
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
WYBRANE WYNIKI – Politechnika Rzeszowska (T.Balawender)
Opracowanie programu i wykonanie badań połączeń klinczowo – klejowych mających
na celu wzrost ich wytrzymałości
10
Stal
9
8
Siła [kN]
7
6
Złącze hybrydowe - klinczowanie
przed utwardzeniem kleju
5
Miedź
4
3
2
Złącze klinczowe
1
Złącze hybrydowe - utwardzanie
kleju przed klinczowaniem
Złącze klejowe
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
Przemieszczenie [mm]
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.
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
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 6
Technology of Clinch- Adhesive Joints
T.Sadowski, T.Balawender
thth
xx
clcl
drawing
drawing
compression
compression
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
WYBRANE WYNIKI – Politechnika Rzeszowska (T.Balawender, R.Śliwa)
Nowa koncepcja nitu dwuczęściowego – c.d.
steel sheets
rivet joint
shearing force
h2
shearing force
distance between tested
sample grips
change of this distance was measured
as a displacement value
7
shearing force, kN
6
brass solid rivet ϕ5
5
4
drilled brass solid rivet ϕ5 +
aluminium solid rivet ϕ3
3
2
1
aluminium solid rivet ϕ5
0
0
2
4
displacement, mm
6
8
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
WYBRANE WYNIKI – Politechnika Rzeszowska (J.Czaja, R.Śliwa)
Analiza modelu węzła śrubowego wysoko obciążonego w
konstrukcji lotniczej metodą elastooptyczną - cd.
Przyrząd do badania
modelu węzła
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.
Rozkład izochrom na modelu
z zaciskiem
wstępnym 3 Nm, ściskanie
dla podkładki twardej
Rozkład izochrom na modelu
z zaciskiem
wstępnym 3 Nm, rozciąganie
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 miękkiej
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
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
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
WYBRANE WYNIKI – Politechnika Rzeszowska (J.Sęp, W.Zielecki, B.Ciecińska,
R.Perłowski )
Analiza wpływu struktury geometrycznej w układzie 3D na wytrzymałość
zakładkowych połączeń klejowych
25
20
15
Rt MPa
10
y = 355,35x + 5,7148
R2 = 0,6232
5
0
0
0,005
0,01
0,015
0,02
0,025
0,03
0,035
0,04
Ssc mm
Rys. 1. Zależność wytrzymałości na ścinanie Rt zakładkowych połączeń
klejowych ze stali S235JR od średniej arytmetycznej krzywizny
wierzchołka Ssc
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
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).
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
2. Laserowa obróbka powierzchni przed klejeniem – cd.
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 X6Cr17:
8000
7000
Siła niszcząca [N]
Dla Ti-6Al-4V:
6000
5000
Klej metakrylowy
4000
Klej epoksydowy
3000
2000
1000
0
1
2
3
4
Warianty obróbki
5
6
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
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.
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
Rys.2. Przykładowy raport
dla połączenia
hybrydowego klejowonitowego o rozkładzie
nitów typu 2-2
Rys.3. Przykładowy raport
dla połączenia
hybrydowego klejowonitowego o rozkładzie
nitów typu 1-2-1
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
Model numeryczny (ABAQUS) – połączenie
hybrydowe typu 2-2
Blaszki aluminiowe
Połączenie hybrydowe typu 2-2
Warstwy kleju Loctite 435TM
Rys.4. Pola naprężeń zredukowanych połączenia hybrydowego typu 2-2 (model1/2 połączenia)
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
Wnioski
•
•
•
•
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
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
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
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
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 hybrydowe
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
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 klejone
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
WYBRANE WYNIKI – Politechnika Lubelska (T.Sadowski, E.Zarzeka-Raczkowska,
P.Golewski, M.Kneć )
Analiza numeryczna połączeń klejonych i punktowo-zgrzewanych (PZL Mielec S.A.)
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
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.
Główne wnioski:
b)
a)
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.
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
WYBRANE WYNIKI – Politechnika Częstochowska (P.Lacki, J.Adamus, K.Wojsyk , K.Kudła)
Opracowanie metodyki modelowania numerycznego za pomocą MES lotniczych układów
hamulcowych
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.
Okładzina (Fo706)
Klej (Araldite 64-1)
Główne wnioski:
Klocek (30HGSA)
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.
Y
Z
X
Z
X
Y
2. Symulacje numeryczne umożliwiają:
analizowanie wszystkich warunków
pracy hamulca, łatwą zmianę
parametrów, szybkie uzyskiwanie
danych o systemie, badanie sytuacji
hipotetycznych występujących w
lotnictwie.
TIM E 0.0 0375 0
DIS TRI BUTED
CONTACT
TRACTION [P a]
TI ME 0.003750 [ s]
960184.
900000.
750000.
600000.
450000.
300000.
150000.
Y
Y
X
Z
0.
Z
X
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
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
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.
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
WYBRANE WYNIKI – IMP Gdańsk (P.Doerffer, B.Puchowski)
Połączenia zgrzewane konstrukcji lotniczych z kompozytów epoxydowo węglowych
epox yd - P E E K - epox yd
50
Wytrzymałość złącza
wykonanego przy pomocy
żywicy termoplastycznej
PEEK dla próbek z
kompozytu epoxydowego.
[ MPa ]
40
30
20
10
0
1
2
3
4
5
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
WYBRANE WYNIKI – IMP Gdańsk (P.Doerffer, B.Puchowski)
Połączenia zgrzewane konstrukcji lotniczych z kompozytów epoxydowo węglowych
PE E K - PE E K
80
[ MPa ]
60
40
20
0
1
2
3
4
5
Wytrzymałość
złącza
wykonanego przy
pomocy żywicy
termoplastycznej
PEEK dla próbek
z kompozytu
PEEK.
Dane do wskaźników realizacji celów
projektu
Dane do wskaźników realizacji celów projektu (produktu i rezultatu) uzyskanych
w 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
Dane do wskaźników realizacji celów
projektu
• 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
977-985
5. 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.
Dane do wskaźników realizacji celów projektu
•
•
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
INNOWACYJNA
GOSPODARKA
NARODOWA STRATEGIA SPÓJNOŚCI
UNIA EUROPEJSKA
EUROPEJSKI FUNDUSZ
ROZWOJU REGIONALNEGO
Stan współpracy
z przedsiębiorstwami Doliny Lotniczej
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%.