1, Kompozit laminatlarla kullanılan bağlantı elemanları
Birçok şirket kompozit yapılar için özel bağlantı elemanları üretmektedir. Yaygın olarak çeşitli bağlantı elemanları kullanılır: dişli bağlantı elemanları, kilitleme cıvataları, kör cıvatalar, kör perçinler ve petek paneller gibi yumuşak yapılar için özel bağlantı elemanları. Metal ve kompozit yapılara yönelik bağlantı elemanları arasındaki temel fark, malzeme, somun ve somunun kapladığı çaptır.
2, Korozyona karşı koruma önlemleri
Çoğu bağlantı elemanı malzemesiyle kullanıldığında ne cam elyafı ne de Kevlar takviyeli kompozitler korozyon sorunlarına neden olmaz. Bununla birlikte, karbon fiber takviyeli kompozitler, bağlantı elemanlarının korozyona karşı korunması için yaygın olarak kullanılan kaplamalar olan alüminyum veya kadmiyum gibi malzemelerle birlikte kullanıldığında oldukça olumsuz sonuçlar verir.
3, Bağlantı Elemanı malzemeleri
Titanyum alaşımı Ti-6Al-4V, karbon fiberle güçlendirilmiş kompozit yapılardaki bağlantı elemanları için kullanılan en yaygın alaşımdır. Östenitik paslanmaz çelikler, yüksek sıcaklık alaşımları (örneğin A286), çok fazlı alaşımlar (örneğin MP35N veya MP159) ve nikel alaşımları (örneğin Alaşım 718) de karbon fiber kompozitlerle oldukça uyumlu görünmektedir.
4, Sandviç Petek Yapıları için Bağlantı Elemanı Sistemleri
IV. Sandviç Petek Yapılar için Bağlantı Elemanı Sistemleri
Ayarlanabilir Destek Ön Yüklü (ASP) sabitleme sistemleri, bağlantı elemanı kelepçeleme veya kurulum kuvveti koşullarına duyarlı kompozitlerin, yumuşak çekirdeklerin, metallerin veya diğer malzemelerin sabitlenmesi için basit bir yöntem sağlar. Kilitleme kuvveti, kilitleme kasnağının kurulumu sırasında daha fazla yük gerekmeden önerilen maksimum tork sınırları dahilinde kademesiz olarak ayarlanabilir. Bağlantı elemanları iki tipte mevcuttur. Asp®'nin tam şaftı vardır ve 2Asp®'nin pilot tipi şaftı vardır. Asp®'nin tam şaftı vardır ve 2Asp®'nin Şekil 76 ve Şekil 77'de gösterildiği gibi pilot tipi şaftı vardır.
Şekil 76: ASP Bağlantı Elemanı Sistemi
Şekil 77: ASP Bağlantı Elemanı Sistemi Kurulum Sırası
5,Merhaba-Lok® ve Huck-Spin® Kilitli Cıvata Bağlantı Elemanları
Uçak endüstrisinde kullanılan kompozit birincil yapıların çoğu, kalıcı kurulumlar için Hi-Loks® (Hi-Shear Corp.) veya Huck- Spin® kilitli cıvata bağlantı elemanlarıyla sabitlenir.Hi-Lok®, kurulum sırasında ekleme kasnağı üzerine uygulanan torka yanıt olarak dişli uçta bir alyan anahtarı içeren dişli bir bağlantı elemanıdır. Ekleme bandı, önceden belirlenmiş bir tork değerinde ayrılan kırılabilir bölümler içerir. Şekil 78'de gösterildiği gibi.
Şekil 78: Merhaba-Lok® kurulumu
Bu kilitleme cıvatası, halka oluğuna bastırılan bir kilitleme kasnağından oluşur. İki tipi mevcuttur: Çekme tipi ve Bahis tipi. Kilitleme kasnağı dövmesinin eksenel yüküne tepki vermek için kırılgan bir pim kuyruğunun kullanıldığı çekme tipi en yaygın olanıdır. Dövme yükü önceden belirlenmiş bir sınıra ulaştığında, pimin ucu tehlikeli oyukta yerinden çıkar. Hi-Lok® ve çekme-tipi Huck-Spin® kilit cıvatalarının montajı, yapının bir tarafında bir teknisyen tarafından yapılabilir. Öte yandan, kazıklı kilitleme cıvataları, sıkıştırmalı kalıplama işleminin üstesinden gelebilmek için bağlantı elemanı kafasının bir tarafından destek gerektirir. Bu yöntem genellikle bağlantının sorun olmadığı detay yapılarının otomatik montajları için kullanılır.
Kompozit yapılar için bağlantı elemanlarındaki spesifik farklılıklar, metal yapılara kıyasla minimum düzeydedir. Hi-Lok® ile malzeme uyumluluğu tek sorundur; alüminyum manşonlar tavsiye edilmez. Standart bilezikler genellikle A286, 303 paslanmaz çelik ve titanyum alaşımlarından yapılır.Huck-Spin® kilitleme pimleri, kurulum sırasında yüksek yatak yüklerini dağıtmak için bir flanş içeren kapak-şeklinde bir mandal gerektirir. Kompozit yapı için tasarlanan kilitleme muylu pimlerinde altı adet halka oluğu bulunurken, metal yapıda beş adet halka oluğu bulunur. Bu, Şekil 79 ve 80'de gösterilmektedir.
Şekil 79: Huck-Spin® Kilitleme Cıvataları
Şekil 80: Huck-spin® Kurulum Sırası
6,Eddie-Bolt® Bağlantı Elemanları
Eddie-Bolt® bağlantı elemanları (Alcoa), tasarım açısından Hi- Loks®'a benzer ve karbon fiber kompozit yapılar için doğal bir seçimdir.Eddie-Bolt® pimleri, özel olarak tasarlanmış eşleşen somunlar veya eklemeler kullanılarak kurulum sırasında pozitif kilitlemeye izin vermek üzere dişli kısımda girintilerle tasarlanmıştır. Karşılaşma somununda, tahrik nervürü görevi gören üç askı tırnağı bulunur.
Kurulum sırasında, önceden belirlenmiş bir ön yükte, düşme tırnakları somun malzemesini spiralin oyuklarına sıkıştırır ve bir kilitleme özelliği oluşturur. Kompozit yapının avantajı, uyumlu ve aşınma korkusu olmadan ağırlık tasarrufu sağlayan titanyum somunların kullanılabilmesidir. Somun serbestçe döner ve kurulum döngüsünün sonunda bir kilitleme özelliği oluşturur. Şekil 81'de gösterilmektedir.
Şekil 81: Eddie Bolts® Eddie Bolts
7,Cherry's E-Z Buck® (CSR90433) İçi Boş Uçlu Perçin
Şeftali tipi içi boş uçlu E-Z Buck® perçinler, 40 KSI kesme mukavemetine sahip bir titanyum-niyobyum alaşımından yapılmıştır.E-Z Buck® perçinler, yakıt depolarındaki çift gömme uygulamalar için tasarlanmıştır. Bu tip perçinin temel avantajı, aynı malzemeden yapılmış katı perçinin kuvvetinin yarısından daha azını gerektirmesidir. Perçinler ya otomatik perçinleme ekipmanıyla ya da perçin ekstruderiyle donatılmıştır. İsteğe bağlı özel kalıplar, yapıya zarar vermemek için ekstruderin kurulum sırasında daima ortalanmasını sağlar. Şekil 82'de gösterilmektedir.
Şekil 82: Şeftali E-Z delikli perçin
8, Kör bağlantı elemanları
Kompozit yapılar, metal uçaklardaki kadar bağlantı elemanı gerektirmez çünkü takviyeler ve çiftleyiciler kabukla birlikte-sertleştirilir ve böylece çok sayıda bağlantı elemanına olan ihtiyaç ortadan kalkar. Kompozit yapılarda uçak panellerinin boyutlarının artması, arka bölümlerin erişilemez olmasına neden olur. Bu nedenle bu alanlarda mutlaka kör bağlantı elemanlarına sahip vida ve somun plakaları kullanılmalıdır. Birçok üretici kompozit yapılar için kör bağlantı elemanları üretmektedir ve bu durumların bazıları aşağıda tartışılmaktadır.
8.1 Kör Cıvatalar
Cherry Maxibolt® (Peach Maxi Bolt) titanyumdan yapılmıştır ve kompozit yapılarla uyumludur. maxibolt® 95 KSI kesme dayanımına sahiptir. G-83 veya eşdeğeri pnömatik-hidrolik kurulum aleti kullanılarak tek taraftan monte edilebilir ve 100 derece düz, 130 derece havşalı ve çıkıntılı kafa stilleri mevcuttur. Şekil 83'te gösterilmiştir.
Şekil 83: Şeftali Maxi Cıvatalar için Titanyum
Alcoa UAB™ Kör Cıvata Sistemi kompozit yapılar için tasarlanmıştır ve hem titanyum hem de paslanmaz çelik olarak mevcuttur. UAB™ Kör Cıvata Sistemi 100 derece düz, 130 derece havşalı ve çıkıntılı kafa tiplerinde mevcuttur.
Accu-Kör sabitleme sistemi, erişimin yapının yalnızca bir tarafıyla sınırlı olduğu kompozit yapılar için tasarlanmıştır. Yüksek derz ön yükünü karanlık taraftaki geniş çaplı izlerle birleştirir. Büyük ayak izi, daha geniş bir alan üzerinde dağıtılmış bağlantı ön yüklemesine izin vererek, katmanlara ayrılmış bir kompozit yapı olasılığını neredeyse ortadan kaldırır. Accu-Lok™, 95 KSI kesme dayanımına sahiptir ve 100 derece düz, 130 derece gömme ve çıkıntılı kafa tipleri mevcuttur. Monogram tarafından tasarlanan benzer bir bağlantı elemanı, Radyal-Lok® olarak bilinir. Şekil 84'te gösterilmektedir.
Şekil 84: Accu-Lok™ Kurulumu
9, düşük ısı lifleri
Kompozit malzemeleri kullanan düşük ısıyla{0}bağlantı sistemleri havacılık ve uzay donanımlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Düşük-ısılı fiber kuvvetli bağlantı elemanları, alüminyumun ağırlığının-ikisi kadar güçlüdür. Kompozit bağlantı elemanı, karbon ve cam elyaflarla iyi malzeme uyumluluğuna sahiptir.
10, Kompozit yapılarda vida ve somun panelleri
Panellerin bakım amacıyla periyodik olarak sökülmesi gerekiyorsa Hi-Loks® veya kör bağlantı elemanları yerine vida ve somun plakalarının kullanılması önerilir. Kompozit yapılarda kullanılan somun plakaları genellikle üç delik gerektirir: ikisi somun plakasını takmak için ve biri çıkarılabilir vidalar için, ancak perçinsiz ve yapışkan-ekli somun plakaları delme ve kılavuz çekme için iki ek delik gerektirmez.
Devam edecek
Kaynak "Composites Frontier" Genel Web Sitesi