zb 9 metaliczne materiały kompozytowe w aplikacjach lotniczych w tym materiały typu glare
DESCRIPTION
ZB 9 Metaliczne materiały kompozytowe w aplikacjach lotniczych w tym materiały typu Glare. Lider merytoryczny Prof. dr hab. Barbara Surowska, dr hab. inż. Romana Śliwa Instytucje partnerskie w zadaniu Politechnika Lubelska, Politechnika Rzeszowska, Politechnika Śląska - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
III i IV kwartał 2011
III KONFERENCJA RADY PARTNERÓW CZT AERONET i PANELE EKSPERTÓW PROJEKTU 12 – 13 Grudnia 2011 r.
„Nowoczesne technologie materiałowe stosowane w przemyśle lotniczym”
PROJEKT W SPÓŁFINANSOWANY PRZEZ UNIĘ EUROPEJSKĄ ZE ŚRODKÓW EUROPEJSKIEGO FUNDUSZU ROZW OJU REGIONALNEGO
ZB 9 Metaliczne materiały kompozytowe w aplikacjach lotniczych w tym
materiały typu Glare
Lider merytorycznyProf. dr hab. Barbara Surowska, dr hab. inż. Romana Śliwa
Instytucje partnerskie w zadaniuPolitechnika Lubelska, Politechnika Rzeszowska, Politechnika ŚląskaInstytut Techniczny Wojsk Lotniczych, Instytut Lotnictwa, IPPT PAN
Odlewy szkieletowe
Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych
12000
14000
16000
18000
20000
0 2 4 6 8 10 12udział umocnienia, %mas.
udar
ność
, J/m
2
stan surowy
przesycanie
pełna obróbka
Zależność między udziałem fazy umacniającej (%mas.) a udarnością (J/m2) po różnych zabiegach obróbki cieplnej
Kompozyty umacniane cząstkami
Politechnika Śląska
0,0007 0,0006
0,0014
0 0,0003 0,0004 0,00010,0011
0,00180,0004 0,0005
0,0008 0,0036 0,003
0,0049
0
0,0002
0
0
0,001
0,002
0,003
0,004
0,005
0,006
ubyt
ek m
asy,
g
Ubytek masy kompozytu, g
Ubytek masy trzpienia, g
Ubytek masy badanych skojarzeń tribologicznych PA31+15%SiC, PA31+15%WS, PA31+15%(SiC+WS)
Obraz 3D śladu tarcia powierzchni kompozytu PA31+15%(SiC+WS)
Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych
Kompozyty metalowo-ceramiczne wytwarzane przez infiltrację ciśnieniową
metalu do pianek ceramicznych
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
20
40
60
80
100
120
wartości doświadczalne wartości wyliczone
Śre
dnia
sre
dnic
a ok
na,
m
Lepkość pozorna, Pas (=9s-1)
Zależność średniej średnicy okna w ściance pianki korundowej od lepkości zawiesiny przeznaczonej do spieniania.
Politechnika Rzeszowska ITWL
Prawdopodobieństwo wykrycia uszkodzenia
Szacowanie rozmiaru uszkodzenia
Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych
Politechnika Lubelska
Wytwarzanie i badanie kompozytów typu Glare
Instytut Lotnictwa
Kompozyt węglowy temp. -196C
Wytworzono laminaty tytan/kompozyt węglowo-epoksydowy
Badanie NDT - mikrotomograf
Mikrostruktura
Wytrzymałość na rozciąganie
Referaty na konferencjach:1. Myalski J., Właściwości tribologiczne materiałów kompozytowych
zawierających węgiel szklisty, XI Kongres Budowy i Eksploatacji Urządzeń technicznych, Radom, 2011,
2. Wieczorek J., Tribologiczne właściwości kompozytów o osnowie stopu aluminium poddanych obróbce plastycznej, kompozytów, XI Kongres Budowy i Eksploatacji Urządzeń technicznych, Radom, 2011,
3. Potoczek M., Śliwa R.E., Characteristics of AlMg/Al2O3 interpenetrating composites obtained by metal infiltration into gelcast Al2O3 foams” „Supply on the Wings” 02-04.11.2011 Frankfurt, Germany
4. Potoczek M., Śliwa R.E., Pęcherski R., Nowak Z., Nowak M., Modeling of ceramic foam structures designed as matrixes for interpenetrating composites, 21-st International Workshop on Computational Mechanics of Materials, 22-24.08.2011, Limerick, Ireland.
5. Potoczek M., Śliwa R.E., Pęcherski R., Nowak Z., Nowak M., Modelowanie struktury geometrycznej i wytrzymałości na ściskanie pianek ceramicznych przeznaczonych do infiltracji ciekłymi metalami. IX-ta Konferencja Odkształcalności Metali i Stopów. 22-25.11.2011, Łańcut.
Dane do wskaźników realizacji celów projektu
6. Bieniaś J., Surowska B., Dębski H., Failure analysis of Fibre Metal Laminates using experimental and FEA methods; International Workshop on Computational Mechanics of Materials, Limerick-Ireland, August 2011
7. Bieniaś J., Surowska B., Wpływ przygotowania powierzchni na wytrzymałość połączenia metal kompozyt w laminatach FML, INPO 2011, Wisła Jawornik wrzesień 2011
8. Bieniaś J., Rudawska A., Analiza powierzchni metalu w kompozytach typu FML, INPO 2011, Wisła Jawornik wrzesień 2011
9. Jakubczak P., Majerski K.,: Struktura i właściwości laminatów szklano/epoksydowych, Sympozjum Inżynierowie Nowej Ery, Lublin 2011
10. Bieniaś J., Ostapiuk M., Surowska B., Wytwarzanie i analiza strukturalna laminatów tytan-kompozyt wzmacniany włóknami węglowymi oraz szklanym, XI Ogólnopolska Konferencja Tytan i jego stopy, Myczkowce październik 2011
Dane do wskaźników realizacji celów projektu
11. Bieniaś J., Jakubczak P.,: Badania wybranych właściwości wytrzymałościowych laminatów hybrydowych: tytan-kompozyt węglowo/epoksydowy, XI Ogólnopolska Konferencja Tytan i jego stopy, Myczkowce październik 2011
12. Dębski H., Ostapiuk M.: Numerical FEM analysis for the part of composite helicopter rotor blade. XII Konferencja Naukowo-Techniczna Techniki Komputerowe w inżynierii, październik 2011, Słok k. Bełchatowa
13. Krzysztof Majerski, Jarosław Bieniaś, Monika Ostapiuk, Identyfikacja porowatości w kompozytach węglowo i szklano/epoksydowych metodą mikrotomografii komputerowej, Międzynarodowa Konferencja Diagnostyka 2011, Male, Italia grudzień 2011
14. Ostapiuk M., Bieniaś J., Jakubczak P., Surowska B.,: Identyfikacja nieciągłości w kompozytowych panelach sandwiczowych z wykorzystaniem mikrotomografii komputerowej, Międzynarodowa Konferencja Diagnostyka 2011, Male, Italia grudzień 2011
Publikacje 1. Myalski J.: Właściwości tribologiczne materiałów
kompozytowych zawierających węgiel szklisty, Tribologia, nr 4/11, s.203-210
2. Myalski J., Wieczorek J. , Płachta A: Assesment of the composite deformation, composites with aluminium matrix designer for the metal forming, Kompozyty 2011 (w druku)
3. Myalski J., Wieczorek J. : Physical and mechanical properties of composites with aluminum alloy matrix designed for metal forming , Kompozyty 2011 (w druku)
4. Wieczorek J., Myalski J.: Tribologiczne właściwości kompozytów o osnowie stopu aluminium poddanych obróbce plastycznej kompozytów , (w druku)
5. Dragan K.: Application of the image processing techniques for the composite damage detection on the example of disbonds in the aerospace components, AERONAUTICAINTEGRAnr 1/2011 (9). str.19-24.
Dane do wskaźników realizacji celów projektu
6. Bieniaś J., Surowska B., Wpływ przygotowania powierzchni na wytrzymałość połączenia metal kompozyt w laminatach FML, Inżynieria Materiałowa, 4 (2011) 341-343
7. Bieniaś J., Rudawska A., Analiza powierzchni metalu w kompozytach typu FML, Inżynieria Materiałowa, 4 (2011) 337-340
8. Bieniaś J., Ostapiuk M., Surowska B., Fraktografia i analiza zniszczenia kompozytów węglowo/epoksydowych poddanych obciążeniom statycznym i dynamicznym w podwyższonych temperaturach, Acta Mechanica et Automatica 6(1) (2012) (w druku)
9. Jakubczak P., Majerski K.,: Struktura i właściwości laminatów szklano/epoksydowych, monografia, Sympozjum Inżynierowie Nowej Ery, Lublin 2011
10. Potoczek M., Śliwa R.E., Pęcherski R., Nowak Z., Nowak M.: Modelowanie struktury geometrycznej i wytrzymałości na ściskanie pianek ceramicznych przeznaczonych do infiltracji ciekłymi metalami. Rudy i Metale Nieżelazne nr 11, vol.56, str. 594-598, 2011.
11. Potoczek M., Śliwa R.E.: Microstructure and physical properties of AlMg/Al2O3 interpenetrating composites fabricated by metal infiltration into ceramic foams, Archives of Metallurgy and Materials, po recenzji, w druku
Dane do wskaźników realizacji celów projektu
Prace magisterskie obronione:1. Jakubczak Patryk: Proces wytwarzania laminatu
metalowo-włóknistego. Promotor: prof. dr hab. Surowska Barbara
2. Kowalczyk Łukasz: Wstępna ocena jakości laminatu metalowo-włóknistego. Promotor: dr inż. Bieniaś Jarosław
3. Majerski Krzysztof: Badania zniszczenia kompozytów węglowo-epoksydowych. Promotor: dr inż. Bieniaś Jarosław
4. Czerkies Paweł: Numeryczne modelowanie zniszczenia kompozytu węglowo-epoksydowego. Promotor: dr inż. Dębski Hubert
Dane do wskaźników realizacji celów projektu
Prace inżynierskie planowane1. Beń Agnieszka: Badania odporności korozyjnej kompozytów typu FML.
Promotor: dr inż. Bieniaś Jarosław, luty 20122. Brzeski Andrzej: Identyfikacja nieciągłości strukturalnych w
kompozytach FML. Promotor: dr inż. Bieniaś Jarosław, luty 20123. Kaczor Magdalena: Badania wybranych właściwości mechanicznych
laminatów: tytan-kompozyt węglowo/epoksydowy. Promotor: prof. dr hab.Surowska Barbara, luty 2012
4. Marek Katarzyna: Badania procesów zniszczenia w kompozytach typu FML. Promotor: prof. dr hab..Surowska Barbara , luty 2012
5. Michalski Marcin: Badania wytrzymałości połączenia metal-kompozyt węglowo/epoksydowy. Promotor: dr inż. Bieniaś Jarosław, luty 2012
6. Szymborski Bartosz: Badania wybranych właściwości materiałów typu metal-kompozyt kevlarowo/ epoksydowy. Promotor: dr inż. Bieniaś Jarosław, luty 2012
Dane do wskaźników realizacji celów projektu
Prace magisterskie planowane (realizowane):
1. Marcin SZWED: Opracowanie technologii wykonania odlewów szkieletowych z kompozytów umacnianych fazami międzymetalicznymi, promotor: dr hab.inż. Mirosław Cholewa
2. Dariusz KIK: Ocena własności wytrzymałościowych kompozytowych konstrukcji szkieletowych z lepkosprężystym wypełnieniem, promotor: dr hab.inż. Mirosław Cholewa
3. Dawid ŻUK : Badania własności mas formierskich z poliglikolem, promotor: dr hab.inż. Mirosław Cholewa
4. Przemysław WIAK : Analiza pękania laminatów FML. Promotor: prof. dr hab. Surowska Barbara, czerwiec 2012
Dane do wskaźników realizacji celów projektu
Dane do wskaźników realizacji celów projektu
Rozprawa doktorska (w realizacji)• mgr inż. Tomasz SZUTER: Kompozytowa konstrukcja
ciecz-ciało stałe na bazie aluminiowych odlewów szkieletowych , promotor: dr hab.inż. Mirosław Cholewa
Rozprawa habilitacyjna (w trakcie przygotowania do recenzji wydawniczej):
• M. Potoczek „Kształtowanie mikrostruktury piankowych materiałów ceramicznych”
Udział:studentów 10 doktorantów 3innych wykonawców 18
Stan współpracy z przedsiębiorstwami Doliny Lotniczej
PZL Świdnik S.A. – stałe konsultacje, udział w szkoleniach NDT (PL, ITWL)
Główne wnioski
• W odlewach szkieletowych najwyższą udarność otrzymano dla stopów z 5% fazy umacniającej poddanych przesycaniu.
• Najkorzystniejszym z punktu widzenia trwałości układu tribologicznego jest skojarzenie żeliwnego trzpienia z kompozytem wzmacnianym mieszaniną cząstek SiC i węgla szklistego.
• Opracowano technologię wytwarzania pianek korundowych przeznaczonych do tłumienia dźwięków.
• Kompozytowy materiał metaliczno-ceramiczny otrzymany przez infiltrację stopu aluminium do piankowej ceramiki korundowej charakteryzuje się równomierną strukturą w całej objętości, co jest bardzo trudne do uzyskania w dotychczas znanych kompozytach ziarnistych otrzymywanych przez wprowadzenie ziaren ceramicznych do roztopionego metalu.
Główne wnioski
• Opanowana została technologia wytwarzania laminatów metalowo-włóknistych w stopniu pozwalającym na przygotowywanie paneli o powtarzalnych właściwościach.
• Potwierdzono konieczność stosowania anodowania blach aluminiowych i tytanowych.
• Wykazano, że nie ma bezpośredniego kontaktu włókien węglowych z tytanem w laminatach wytworzonych w autoklawie.
• Stan zniszczenia laminatów występuje przy trwałych odkształceniach blach. Wynik taki uzyskano w modelowaniu MES oraz potwierdzono badaniami eksperymentalnymi.
Główne wnioski
• Technika termograficzna umożliwia zlokalizowanie uszkodzeń na powierzchni badanego obiektu wywołanych uderzeniem ciał obcych o małych energiach (impact damage).
• Metody numerycznego przetwarzania sygnałów pozwalają na określenie dokładności szacowania rozmiarów uszkodzeń.
• Mikrotomografia rentgenowska jest przydatna do oceny jakości FML ale wymaga opracowania metodyki analizy, ze względu na małą moc lampy w posiadanym urządzeniu.