Materiales Compuestos Para La Industria Aeroespacial

Materiales Compuestos en Usos Aeroespaciales Nikhil V Nayak*

* U.G. Estudiante, Mecánico, B.V.Bhoomaraddi Colegio de Ingeniería y Tecnología

Materiales compuestos de polímeros reforzados con fibra Abstract- están ganando terreno rápidamente como materiales preferidos para la construcción de aviones y naves espaciales. En particular, su uso como materiales estructurales primarios en los últimos años en varios proyectos aeroespaciales de primera línea tecnológica de demostración en todo el mundo ha dado la confianza que conduce a su aceptación como materiales principales para vehículos aeroespaciales. Este documento ofrece una revisión de algunos de estos desarrollos con una discusión de los problemas con los materiales compuestos generación presente y las perspectivas de los nuevos acontecimientos. Aunque se mencionan varias aplicaciones en el vector de la industria aeroespacial, el énfasis de la crítica es sobre las aplicaciones de materiales compuestos como materiales estructurales donde han visto un crecimiento significativo en el uso. Un breve repaso del uso composites en el sector aeroespacial se da primero. A continuación, se destacó la naturaleza del comportamiento de los materiales compuestos y problemas especiales en el diseño y trabajar con ellos. Los temas tratados se relacionan con el daño de impacto y tolerancia al daño en, la degradación del medio ambiente en general y la durabilidad a largo plazo

Materiales Índice términos- compuestos; aplicaciones aeroespaciales.

I. INTRODUCCIÓN él gama de materiales se pueden clasificar en las categorías: metales, polímeros, cerámicas y vidrios inorgánicos y compuestos. Metales pierden su resistencia a temperaturas elevadas. Materiales de alta poliméricos en general pueden soportar aún más bajo

temperaturas. Cerámica superan los metales y los polímeros en sus puntos de fusión favorables, capacidad de soportar altas temperaturas, resistencia y propiedades de expansión térmica, pero debido a su fragilidad que son a menudo insatisfactorios como materiales estructurales. Esto condujo a la exploración de materiales compuestos. Uno puede definir un compuesto como material como un sistema de materiales que consiste en una mezcla o combinación de dos o más componentes de micro mutuamente insolubles y que difieren en forma y / o composición material. Ejemplos de materiales compuestos son de acero de hormigón armado (metales + cerámica), de acero con revestimiento de vinilo (metales + polímeros), reforzados con fibras de plástico (cerámica + polímeros). Aparición de refuerzos fuertes y rígidos como la fibra de carbono, junto con los avances en la investigación de polímeros para producir resinas de alto rendimiento como materiales de matriz han ayudado a afrontar los retos que plantean los complejos diseños de los aviones modernos. El uso a gran escala de materiales compuestos avanzados en los actuales programas de desarrollo de aviones militares de combate, pequeños y grandes aviones de transporte civil, helicópteros, satélites, vehículos de lanzamiento y misiles en todo el mundo es tal vez el ejemplo más brillante de la utilización del potencial de dicho compuesto materiales.

II. LAS ESTRUCTURAS Y FUNCIONES requisitos importantes de una estructura de la industria aeroespacial y su efecto en el diseño de la estructura AEROESPACIAL se presentan en la tabla 1.

Además, la estructura tiene que cumplir los requisitos de sellado de combustible y proporcionar acceso para facilitar el mantenimiento de los equipos. Transporte de pasajeros requiere normas de seguridad que deben seguirse y éstos puso demandas especiales de fuego, retardo y resistencia a los impactos sobre los materiales y el diseño utilizados. Para la nave espacial se requieren los materiales de espacio de entorno-vacío, radiación y ha de ciclismo que se consideran térmica y especialmente desarrollados para una mayor durabilidad. Dos acontecimientos clave en el mundo científico-tecnológico han tenido una enorme influencia en la generación y la satisfacción de las demandas planteadas por la comunidad aeroespacial: una, los avances en la potencia de cálculo y la otra, composites usando la tecnología de fibra reforzado materiales poliméricos.

III. USO DE COMPUESTOS DE ESTRUCTURA AEROESPACIAL Cabe dado cuenta de que con el fin de satisfacer las demandas de la tabla 1, es necesario disponer de materiales con una propiedad peculiar conjunto. El uso de materiales compuestos ha sido motivado en gran medida por tales consideraciones.

Los materiales compuestos ofrecen varias de estas características que se indican a continuación:

Light -peso debido a la alta resistencia y rigidez específica

Fatigue -Resistencia y resistencia a la corrosión

Capability de alto grado de optimización: la adaptación de la fuerza direccional y la rigidez

Capability moldear grandes formas complejas en tiempo de ciclo pequeña reducción de recuento parcial y montaje tiempos: Bueno para Capability construcción de paredes delgadas o generosamente curva para mantener la estabilidad dimensional y la alineación en el entorno espacial Possibility de baja pérdida dieléctrica en la transparencia de radar

Possibility de sección transversal bajo el radar lograr

Estos compuestos también tienen algunas debilidades inherentes:

Estructura Laminated con interfaces débiles: poca resistencia a cargas de tracción fuera de plano

Susceptibility al impacto posibilidad; daño y fuerte de daño interno pasar desapercibido

Absorción Moisture y la consiguiente degradación de Multiplicity rendimiento a altas temperaturas de posibles defectos de fabricación y la variabilidad en las propiedades del material.

Incluso después de la aceptación de estas debilidades, los beneficios proyectados son

significativa y casi todos los programas aeroespaciales uso

cantidad significativa de compuestos como se destaca en la figura siguiente

Todo esto es, por supuesto, no sin su parte de problemas. Desafíos de la utilización de materiales compuestos en una escala tan grande son muchas. Los materiales compuestos no sólo son nuevas, pero también no convencionales: son anisotrópico, no homogénea, tienen diferente fabricación y los métodos de trabajo y diferentes controles de garantía de calidad. Tienen un comportamiento del material bajo carga compleja que requiere nuevas y complicadas herramientas de análisis. Por otra parte, el comportamiento no siempre predecible por análisis es y esto hace que la dependencia de varias pruebas caro y consume tiempo inevitables. Las rutas para atender estos desafíos se han desarrollado en torno al uso de los avances en la tecnología y los métodos de análisis informáticos para implementar esquemas basados en el diseño asistido por ordenador, la ingeniería asistida por ordenador, métodos de elementos finitos de análisis e interfaces informáticas edificio entre todos los aspectos del desarrollo,

a saber, el diseño, el análisis y la fabricación. Estos deben proporcionar una rápida transferencia de información, incluyendo los gráficos y los métodos de análisis precisa de una predicción razonable de los patrones de comportamiento complejas de compuestos. Es sólo por el aprovechamiento de la gran potencia de cálculo para diversos fines que el diseño estructural de aviones de hoy puede responder a los desafíos planteados por el rendimiento requerido.

IV. MATERIALES PARA AEROESPACIAL COMPOSITES Los sistemas que se han considerado útil en sector aeroespacial materiales se basan en el refuerzo de fibras y resinas matriz que figuran en el cuadro 2 y 3, respectivamente. La mayoría de los compuestos aeroespaciales utilizan preimpregnados como materias primas con moldeo en autoclave como un proceso de fabricación popular. Filamento enrollado es popular shell como componentes tales como carcasas de motores de cohetes para lanzaderas y misiles. Horno de curado o curado temperatura ambiente se trabaja generalmente con compuestos de fibra de vidrio utilizados en pequeñas aeronaves de baja velocidad. Es común el uso de herramientas de material compuesto donde las tasas de producción son pequeña o moderada; sin embargo, cuando se requiere gran número de componentes, herramientas convencionales metálico es

preferido. Moldeo por inyección de resina también encuentra uso en componentes especiales tales como radomos. Algunos de los sistemas populares se dan en la tabla 4, junto con los tipos de componentes que se utilizan en un avión típico de alto rendimiento.

V. PREOCUPACIONES CON USO DE COMPUESTOS La preocupación en el uso de materiales compuestos surge principalmente debido a las demandas de alto grado de fiabilidad y seguridad de las estructuras aeroespaciales, frente a la complejidad del comportamiento compuesto y las consiguientes dificultades en los modelos de predicción edificio. Esto crea una dependencia excesiva de las pruebas en todas las etapas; diseño y desarrollo, probando y certificación, y en el servicio de inspección y reparación. Los costos de estas pruebas son a veces enorme y esto había dado lugar a un cierto escepticismo en

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