В ходе экспериментальных исследований, таких как сингер (15), было установлено, что добавление тонких стальных слоев между слоями композиционного материала CF/EP повышает интенсивность сжатия соединения на 180%.
Эта общая конструкция усиления была разработана для повышения сопротивляемости к сжатию слоев слоя композиционного материала путем добавления металлических слоев в слоистую пластину, которая усиливает антисжимающие свойства композиционного материала с помощью превосходной стойкости к сдавливанию металлических материалов, с существенным увеличением веса соединений, вызванного присоединением металлических слоев. Кроме того, в то время как несущая способность соединительных узлов усиливается, остается неясным, увеличилась ли несущая способность соединительных соединений, т.е. соотношение между несущей мощностью соединительной структуры и увеличенной несущей ламинатурой.
Усовершенствованная конструкция для локальной замены тонких металлических слоёв
При поддержке проекта «болт-соединение» европейского космического агентства (Increase of Bolted Performance, сокращенно BOJO) Команда финка предложила использовать титановые слои для замены части монослойного крепления болтов в слоях слоя композиционного материала CF/EP в области около болтовых отверстий (28-31), как показано на рисунках 14.
Результаты испытаний и цифровых симуляций показывают, что плод усиления вышеуказанного метода увеличился в результате повышения содержания титанового сплава, а когда Титан был добавлен с 0% до 46%, его интенсивность увеличилась почти линейно, как показано на рисунках 15. Добавление к 46% титанового слоя делает разрыв крепления болтов на 154% выше, но только на 29% (29) выше.
Кроме того, финк и другие [30] провели ряд испытаний, в ходе которых были изучены повышенные эффекты этого метода для чувствительности к содержанию титана, геометрии и температуре. Kolks и Tserpes (31) создали модели постепенных повреждений, чтобы предсказать интенсивность таких болтовых соединений. Вышеуказанный метод повышения эффективности был применен к межступенчатой связи в корпусе ракетного ускорителя Ariane 5, корневой связи турбины ротанов, связи адаптера эффективной нагрузки космического аппарата и подвесной связи с высокой нагрузкой в конструкции самолёта (32).
Brewer и Palazotto (33) изучили повышающий эффект локализованной замены тонкой стали на слоистых слоях композиционных материалов CF/EP и обнаружили, что предел прочности увеличился на 32%, но изменил режим отказа. Усовершенствование вышеуказанных методов разработки заключается в замене композиционных материалов путем добавления металлических материалов в области, где они выдерживают сжатие по краям отверстий, используя превосходную устойчивость металла к сдавливанию, с тем чтобы повысить сопротивляемость соединения композиционных болтов. Следует отметить, что область влажных тепловых колец представляет большую угрозу механической производительности таких болтовых соединений. Было исследовано, что влажная тепловая среда превратила распад смеси CFRP- титанового слоя из одного слоя композиционного материала в слоистый (34) слой интерфейса композиционного материала с металлом. Таким образом, при применении такого усовершенствованного метода, поверхность композиционных материалов и металлов требует использования специальных методов обработки (32).
2,5 в целом добавьте усовершенствованный дизайн вращающегося слоя волокна
При поддержке исследовательской программы ВМС США, команда келли (35-39) предложила расширить конструкцию однослойного слоя, содержащего обратную волокно, для создания соединения из композиционных болтов, как показано на рисунках 16.