kovové letecké konstrukce část 1 materiály

Download Kovové letecké konstrukce část 1 Materiály

Post on 01-Jan-2016

36 views

Category:

Documents

5 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Kovov leteck konstrukce st 1 Materily. podle podklad autor Hans-Jrgen Schmidt, Bianka Schmidt-Brandecker AeroStruc Aeronautical Engineering Vladivoj Otenek SVM Praha upravil Milan Rika. vod. Vazby ovlivujc vlastnosti a vvoj materil. STRUKTURA. POUIT. - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

  • *

    Kovov leteck konstrukcest 1Materilypodle podklad autor Hans-Jrgen Schmidt, Bianka Schmidt-BrandeckerAeroStruc Aeronautical EngineeringVladivoj Otenek SVM Praha

    upravil Milan Rika

  • *vodSTRUKTURACHEMICK SLOENVLASTNOSTIVROBNTECHNOLOGIEPOUITAPLIKANTECHNOLOGIEVazby ovlivujc vlastnosti a vvoj materil

  • *vodMaterilyKovovNekovovSlitiny elezaOstatn slitinySyntetickProdnOcel, litiny,... (r 7,9 g/cm)Lehk kovy (r < 5,0 g/cm)Tk kovy (r > 5,0 g/cm)Kompozity (CFRP), keramika, ...Devo, ke, ...Li (0,5)Mg (1,7) Al (2,7) Ti (4,5)Cu (9,0) Pb (11,3) Pt (21,4) Os (22,5)Hybridn materilysticov kompozity (SiC or Al2O3 + Al alloy)Vlkny vyztuen kovy (Glare: fiberglass + Al)Klasifikace materil

  • *vodPodl rznch typ materil v dopravnch letadlech

  • *Pehled typ slitinSlitiny hlinkuAlZnMgCuMnSiAl-CuAl-Cu-MgAl-Mg-SiAl-Zn-MgAl-Zn-Mg-CuAl-SiAl-Si-CuAl-MgAl-Mnstrnut slitinylit slitinyvytvrzovan slitiny

  • *Znaen tvench slitin hlinku podle pvodnch norem SNRozdlen slitin hlinku a jejich znaen

  • *Rozdlen slitin hlinku a jejich znaenZnaen tvench slitin hlinku podle International Aluminium Association (AA)

    Oznaen slitinyHlavn legujc prvekTypick pedstavitel1XXXistota Al>99,00%10502XXXCu20243XXXMn31034XXXSi40025XXXMg57546XXXMg a Si60617XXXZn70758XXXOstatn prvky (nap. Li)80909XXXspeciln zpracovn, nap. prkov metalurgie-

  • *Rozdlen slitin hlinku a jejich znaenO - hanF - zvrobyH - deforman zpevnnHXX-odlien stupn deformanho zpevnnW - po rozpoutcm hn (nestabiln stav)T - tepeln zpracovanT1XXX - ochlazen ze zven teploty tven a pirozen strnutT2XXX - ochlazen ze zven teploty tven, tven za studena a pirozen strnutT3XXX po rozpoutcm hn, tven za studena a pirozenm strnutT4XXX - po rozpoutcm hn a pirozenm strnutT5XXX - ochlazen ze zven teploty tven a umle strnutT6XXX - po rozpoutcm hn a umlm strnutT7XXX - po rozpoutcm hn a pestrnut / stabilizaciT8XXX - po rozpoutcm hn, tven za studena a umlm strnutT9XXX - po rozpoutcm hn umlm strnut a tven za studena

    SN EN 573-1: Hlink a slitiny hlinku st 1:seln oznaovnZnaen tvench slitin hlinku podle International Aluminium Association (AA)

  • *1) Slitiny tven 2) Slitiny slvrensk Al-Si, Al-Mg vytvrditeln Al-Cu, Al-Mg-Si Al-Zn nevytvrditeln Al-Mg, Al-Mn Al-Si 3) PM slitiny (prkov metalurgie) 4) KKM (Kompozity s kovovou matric) 5) Sdruen materily (ARALL, GLARE)Rozdlen slitin hlinku a jejich znaen

  • *Tepeln zpracovnHomogenizan (vysokoteplotn) hn

    Odstrann vnitnch pnut

    hn na mkko

    Rozpoutc hn a vytvrzen

    Opakovan tepeln zpracovn u vrobce letadel- z dvodu nedostatench vlastnost- z provoznch dvod (deformace za studena, napklad ohyb nebo prosazen)

  • *Tepeln zpracovn Rozpoutc hn Homogenizan hn hn na mkko Uml strnut

  • *Tepeln zpracovnPoznmky

    Vhodnou volbou parametr strnut lze zskat rzn kombinace vlastnost. Pro zskn vhodnch vlastnost lze napklad uml strnut provst dvoustupov (napklad u nkterch slitin 7XXX), nebo ho lze provdt pi tvec operaci (creep ageing). Proces strnut me bt vrazn ovlivnn plastickou deformac po rozpoutcm hn. U slitin, kter strnou pirozen (2024) lze proces strnut zastavit (pozdret) umstnm do mrazcho boxu (-18C). Pro omezen vnitnch pnut po rozpoutcm hn je vhodn (zvlt u hmotnch kus) ochlazovat vrobek bu do tepl nebo vrouc vody, nebo lze pout jinho chladcho mdia (glykol). Pro pouit glykolu jako chladcho mdia je nutn dodret takov podmnky, kter zaru e rychlost ochlazovn v celm objemu materilu probhne nadkritickou rychlost.

  • * Tven slitiny typu Al-Cu ady 2XXX(duraly) AA2024 (AlCu4Mg1)Vytvrzovateln slitinyAA2024

    T3: Rozpoutc hn 495C, voda 25-35C, tven za studena, pirozen strnut (4 dny)

    T4:Rozpoutc hn 495C, voda 25-35C, pirozen strnut (4 dny) tepeln zpracovn u odbratele

    T8: Rozpoutc hn 495C, voda 25-35C, tven za studena, uml strnut 190C/12h

  • *Tven slitiny Al-Zn ady 7XXX - AA7075 (AlZn6MgCu)Vytvrzovateln slitinyAA7075Rozpoutc hn 475C, voda Pirozen strnut - nepouv seUml strnut (120C/24 hod) T6 (115C/5 hod +165C/15 hod) T73 (115C/5 hod +165C/15 hod) T76Ve stavu T6 m slitina maximln pevnost ale patnou korozn odolnost.

    Pestrnut na stavy T7X vedou sice ke zhoren pevnosti ale ke zlepen korozn odolnosti. Ve vvoji jsou dal postupy tepelnho zpracovn.

  • *Slvrensk slitina A357 T61 (AlSi7Mg) Vstup do motoru700 mm Vstupn dvee Airbus Vytvrzovateln slitinyRozpoutc hn 538C/10h, voda 65-100C, uml strnut 120C/8h+154C/8h

  • *Pklady pouit typ materilA320

  • *Pklady pouit typ materilA320 forward fuselage

  • *Pklady pouit typ materilWelded lower fuselage panelsCFRP pressure bulkheadUpper/side fuselage skin in GLARECenter wing box in CRFPUpper deck floor beams in CRFPTailcone Fwd in CRFPFin box & rudder, horizontal tail plane box & elevators with monolithic CFRPAdvanced aluminum alloys for wing coversThermoplastic fixed leading edgeA380-800 structural materials share60136013GLARE252420247xxxGLARE

  • *Pklady pouit typ materilCivoln letounyWelded partsSheetT6Al-Mg-Si-CuAA 6013Welded partsSheet, plates, forgings, extrusions, tubes, rodsT6Al-Mg-SiAA 6061Sheet are clad with7072 alloySheet, plates, forgings, extrusions, rodsT6, T79, T76, T74, T73Al-Zn-MgAA 7075, 7175, 7475, 7010, 7050, 7055, 7150, 7349High temperaturesSheetT6/T8Al-Cu-MgAA 2618Damage toleranceSheetT3/T4Al-Cu-MgAA 2524Sheet are clad with1230 alloySheet, thin plates, extrusions, tubesT3/T4Al-Cu-MgAA 2024Wrought alloysComplex geometrySand and investment castingsT6Al-Si-MgA 357Casting alloysPlechyT66013, 6056Svaovan dlyT6Al-Mg-Si6061, 6110AT6, T79, T76, T74, T73Al-Zn-Mg7075, 7175, 7475, 7010, 7040 7050, 7055, 70857150, 7349, 7449pro vysok teplotyPlechyT6/T8Al-Cu-Mg2618Damage tolerancePlechyT3/T4Al-Cu-Mg2524T3/T4Al-Cu-Mg2024Tven slitinyRzn tvaryodlvn do pskuT6Al-Si-MgA 357slvrensk slitinaPlechy, desky, vlisky, trubkyPlechy pltovny slitinou 1230Plechy,desky, trubky, tye, vliskyAl-Mg-Si-CuPlechy,desky, trubky, tyePlechy pltovny slitinou 7072Svaovan dly

  • *Volba materiluMaterialStatick pevnostnavov p.(do iniciace)Lomov hou.Tuhost (E - modulMr. hmotnostVrobn nkladyCenaCorozn odolnost(stress-corrosion cracking )navov odolnost(Iniciace/propace trhlin)drba opravy inspekn prohldkyhlediska provozuhlediska nvrhunavov p.en trhlinDamage toleranceTechnick poadavky

  • *Volba materiluTechnical aspectsHlavn trendySouasnostDveV budoucnuZvyovn pevnostiLeh slitinyZvyovn korozn odolnostiSniovn vrobnch nkladZvyovn DT odolnosti

  • *Volba materiluMat. pro statick zatenVysokopevnostn slitiny (Rm, Rp0,2)7XXX7010 T6XXXtlustostnn dly7075 T6XXXtenkostnn dlyTepeln pravy srovnno podle pevnosti (od max k min):7XXX T76, T74 and T73kompromis pevnost/korozn odolnost 7XXX T76 or T74nejlep pro smykov napt 7XXX T6 or T76Vysokomodulov (ET, EC) Al-Li alloys nap.2024 T3XXX desky, plechy, vkovky7149 T76 vliskySlitiny s vysokou mez kluzu v tlaku (Rc0,2)7149 T76 vlisky7055/7150 T77XX desky, plechy, vkovky7010 T6XX desky, plechy, vkovky7075 T6XX desky, plechy, vkovky

  • *Mat. pro navov zatenKompromis nava/ en / houevnatost2024 T3XXX desky, plechy, vkovky7475 T73XX desky, plechy6013 T6 HDT desky, plechyKorozn odolnost:Nejlep7XXX T732024 T3(krom vkovk)6XXX(krom 6013)Nejhor7XXX T6XXX 2024 T351(koroze pod naptm)Tvitelnost, svaitelnost:Nejlep5XXX6XXXVolba materilu

  • *Volba materilu2XXX (Al-Cu) :Vborn houevnatostDobr odolnost navNzk rychlost en trhlin vhodn pro aplikace DT pi tahovm zatenNchylnost k vrstevnat korozi pltovn povrchTypick aplikace:Potahy a podlnky doln sti kdelPotahy trupu a podlnkyPevn nbn hranySloty

    Charakteristiky a pouit slitinVrstevnat koroze

  • *Volba materilu7XXX (Al-Zn)Vy pevnost ne 2XXXNi houevnatost ne 2XXXPomal en trhlin pouit jako vysopevnostn materil pro tahov i tlakov oblasti zatenPouit:Potahy a podlnky horn sti kdelNosnky a ebraPodlnky a pepky trupuNosnky smrovek (ale A340-500/600 = CFRP)Klapky a jejich drhyLyiny sedaekPnky, vzpryCharakteristiky a pouit slitin

  • * log(da/dN)(mm/cykl)10-32024 T3 clad7475 T75110-410-5Volba materilu2024 T42 clad2524 T3 clad2524 T42 clad7050 T74517040 T74517475 T73517055 T77517449 T7651PlechyobrobkyPorovnn odolnosti rstu trhlinypro K = 20 MPam, R = 0.1 and T-L smr

  • * Volba materiluKc/Kc20241,000,80,60,40,21,22024 T3 clad7475 T7512024 T42 clad2524 T3 clad2524 T42 clad7050 T74517040 T74517475 T73517055 T77517449 T765110203040KIcMPamPorovnn lomov houevnatistiKc/Kc2024 pro plechy, KIC pro obrobky, T-L direction

  • *Vliv nehomogenn deformace na strukturu a vlastnostilisovnVrobn deformace kovnvlcovnDeformace u odbrateletvarovnTMZpovrchov pravyVliv technologi na vlastnosti

  • *Schma technologie vroby vlisk zvytvrzovateln slitiny hlinku Vliv technologi na vlastnosti

  • *Lisovn PMNEPMVliv technologi na vlastnosti

    Damage Tolerance - Methods and Application, DTMA 2011

  • *ustlen stavkonec epusloit vlisekep: AlCu4Mg1Vloky: AlMg3Lisovn tok materilu lisovac matricVliv technologi na vlastnosti

    Damage Tolerance - Methods and Application, DTMA 2011

  • *Nehomogenita mechanickch vlastnost vliskVliv technologi na vlastnosti

    Damage Tolerance - Methods and Application, DTMA 2011

  • *Nehomogenita a anizotropie vlastnost

    Damage Tolerance - Methods and Application, DTMA 2011

  • *Nehomogenita a anizotropie vlastnostBodov odhad distribun funkce pomoc uspodanho nhodnho vbru{N1 N2 Nn}Hodnota distribun funkce F(Ni)Odhady distribun funkce pomoc vztahPevzato z: Jaap Shijve Fatigue of Structures F(Ni)= i/(n+1)F(Ni)= (i-0,5)/nF(Ni)= (3i-1)/(3n+1)

    Damage Tolerance - Methods and Application, DTM