I. Yuzaki materiallar
Samolyot qurilishida ishlatiladigan ko'plab chuqurchalar tuzilmalari alyuminiy, shisha tolali, kevlar® yoki uglerod tolali sirt materiallariga ega. Karbon tolali sirt panellarini alyuminiy chuqurchalar yadrosi materiallari bilan ishlatib bo'lmaydi, chunki u alyuminiyning korroziyasini keltirib chiqaradi. Titan va po'lat yuqori haroratli tuzilmalarda maxsus ilovalar uchun ishlatiladi. Spoylerlar va parvozni boshqarish kabi ko'plab komponentlar uchun qoplama materiallari juda nozik, ba'zan atigi 3 dan 4 gacha qalinlikda (mm degan ma'noni anglatadi). Parametrik hisobotlar shuni ko'rsatdiki, bu qoplama plitalari yaxshi zarba qarshiligiga ega emas.
Ⅱ. Asosiy materiallar
2.1 Asal chuqurchasi yadrosi
Har bir chuqurchaning yadrosi ma'lum yaxshi xususiyatlarga ega bo'lishi mumkin. 19-rasmda ko'rsatilganidek, samolyot ko'plab chuqurchalar konstruktsiyalari uchun ishlatiladigan eng keng tarqalgan yadro materiali aramid qog'ozdir (Nomex® yoki Korex®). Shisha tolalar yuqori quvvatli ilovalar uchun ishlatiladi.
19-rasm: Ko'plab chuqurchalar yadrosi materiallari
-Kraft qog'oz - Uning mustahkamligi nisbatan past, yaxshi izolyatsiyalash xususiyatlari va arzonligi uchun ko'p miqdorda ishlatiladi.
-Termoplastik - Uning issiqlik massasi yaxshi izolyatsiya qiladi, yaxshi singdiradi yoki orientatsiya, namlik va kimyoviy qarshilik uchun qayta sozlanishi mumkin. Bu ekologik jihatdan mos, estetik jihatdan yoqimli va nisbatan past narxga ega.
Alyuminiy - optimal quvvat, yuqori ogʻirlik{1}}ogʻirlik nisbati va energiyani singdirish qobiliyati, yaxshi issiqlik oʻtkazuvchanligi, elektromagnit ekranlash xususiyatlari, oson ishlov berish, nisbatan arzon narx.
-Po'lat-Yaxshi issiqlik o'tkazuvchanligi, elektromagnit ekranlash xususiyatlari va issiqlikka chidamliligi.
-Maxsus metallar (titan)-nisbatan yuqori mustahkamlik, ogʻirlik nisbati, yaxshi issiqlik oʻtkazuvchanligi, kimyoviy qarshilik va yuqori haroratlarga issiqlikka chidamliligi.
-Aramid qog'ozi- Yong'inga chidamliligi, olovga chidamliligi, yaxshi izolyatsiyasi, past dielektrik xususiyatlari va oson qoliplanishi.
-Shisha tolasi- Oson kesish, past dielektrik, yaxshi izolyatsiya va oson qolipga ega.
-Uglerod tolasi-u uglerod barqarorligini, yuqori haroratni, yuqori qattiqlikni va juda past issiqlik kengayish koeffitsientini saqlaydi, issiqlik o'tkazuvchanligini nazorat qilish oson, kesish moduli nisbatan yuqori, ammo qimmat.
-Keramika - Uning yuqori haroratli issiqlikka chidamliligi yaxshi, izolyatsiyasi yaxshi va hujayra tuzilishi juda kichik, lekin qimmat.
Aerokosmik ilovalar uchun chuqurchalar yadrolari odatda olti burchakli. Ushbu yadrolar maxsus joylashtirilgan biriktirilgan qatlamli yupqa choyshablardan qilingan. Yig'ilgan choyshablar olti burchakli shaklga cho'zilgan. Gorizontal yo'nalishda cho'zilganlar chiziq yo'nalishi deb ataladi.
Ikki burchakli olti burchakli yadroda har bir olti burchakka kesilgan boshqa material qatlami-bor. Dixroik chuqurchalar olti burchakli yadroga qaraganda qattiqroq va kuchliroqdir. Haddan tashqari cho'zilgan yadro olti burchaklar yaratish uchun qog'ozni kengaytirish orqali amalga oshiriladi. Haddan tashqari cho'zilgan yadrolar to'rtburchaklar yadroga ega. Haddan tashqari cho'zilgan yadrolar oddiy egri chiziqlar yordamida tarmoqli yo'nalishiga perpendikulyar moslashuvchan. Qo'ng'iroq shaklidagi-yadro yoki egri o'zak egri o'zak materialiga ega bo'lib, uni barcha yo'nalishlarda egiluvchan qiladi. Qo'ng'iroq shaklidagi{8}}yadro yadrolari murakkab egri chiziqli panellar yo'nalishida ishlatiladi.
Asal chuqurchalari yadrolari turli o'lchamlarda mavjud. Kichikroq o'lchamlar sendvich panelning mustahkamligi uchun yaxshi kuch beradi. Asal chuqurchalari yadrolari ham turli xil zichlikda bo'ladi. Yuqori zichlikdagi chuqurchalar yadrolari quyi zichlikdagi yadrolarga qaraganda qattiqroq va kuchliroqdir. 20-rasmda ko'rsatilganidek.
20-rasm: Asal uyasi yadrosi
2.2 Ko'pik
Ko'pik yadrosi turar-joy qurilishida va engil samolyotlarda qanot uchlari, parvozlarni boshqarish vositalari, fyuzelaj qismlari, qanotlari va qanot qovurg'alarini qo'llab-quvvatlash va shakllantirish uchun ishlatiladi. Ko'pikli yadro odatda tijorat samolyotlarida ishlatilmaydi. Ko'pik odatda chuqurchalar yadrolariga qaraganda og'irroq va kamroq mustahkamdir. Asosiy material sifatida ishlatilishi mumkin bo'lgan turli xil ko'piklar:
-Polistirol (ko‘proq ko‘pik polistirol deb nomlanadi)-Aerokosmik toifadagi polistirol ko‘pik, hujayralar orasidagi bo‘shliqlarsiz, mahkam yopilgan hujayrali yadro tuzilishiga ega; yuqori bosim kuchi va suvning kirib borishiga yaxshi qarshilik; issiq sim bilan kesilishi va qanot shakllariga aylanishi mumkin.
-Fenol - Yong'inga chidamliligi yaxshi, zichligi juda past bo'lishi mumkin, lekin uning mexanik xususiyatlari nisbatan past.
-Poliuretan - Kichik samolyotlar uchun fyuzelyajlar, qanot uchlari va boshqa egri qismlar ishlab chiqarishda ishlatiladi; nisbatan arzon, olovga chidamli-va ko'pchilik yopishtiruvchi moddalarga mos keladi; poliuretan ko'piklarini issiq sim bilan kesish mumkin emas; katta pichoqlar va silliqlash uskunalari bilan kontur qilish oson.
-Polipropilen - Qanotli shakllarni yaratish uchun ishlatiladi; issiq sim bilan kesilishi mumkin; ko'pchilik yopishtiruvchi moddalar va epoksi qatronlar bilan mos keladi; yonilg'i va erituvchilarda eriydigan polyester qatronlar bilan ishlatilmaydi.
-Polivinilxlorid (PVX) (Divinycell, Klegecell va Airex)-Bu yuqori siqilish kuchi, chidamliligi va yong‘inga chidamliligi yuqori bo‘lgan yopiq-o‘rta va yuqori zichlikdagi ko‘pik; kompozit shakllarga vakuum bilan shakllantirilishi va termoformlash yordamida qoliplanishi mumkin; polyester, vinil ester va epoksi qatronlar bilan mos keladi.
-Poli(metakrilimid) (Rohacell) - yengil sendvich tuzilmalar uchun yopiq{2}}hujayra koʻpik; mukammal mexanik xususiyatlar, yuqori haroratlarda barqaror, yaxshi erituvchiga qarshilik, ajoyib siqish qarshiligi; boshqa turdagi ko'piklarga qaraganda qimmatroq, lekin ajoyib mexanik xususiyatlarga ega.
III. Ishlab chiqarish va foydalanishdagi zarar
3.1 Ishlab chiqarishdagi nuqsonlar
Ishlab chiqarish kamchiliklariga quyidagilar kiradi:
-Delaminatsiya (delaminatsiya)
-Qatronlar yetishmaydigan joylar
-Qatronning ortiqcha joylari
-Blisterlar, pufakchalar
-Ajinlar
-Bo‘shliqlar
-Termik parchalanish
Ishlab chiqarishdagi zararlar g'ovaklik, mikro{0}}yorilish va ishlov berishdagi farqlardan kelib chiqadigan delaminatsiya kabi anomaliyalarni o'z ichiga oladi. Shuningdek, u chetning beixtiyor kesilishi, yuzadagi yoriqlar va tirnalgan joylar, shikastlangan mahkamlagich teshiklari va zarba shikastlanishi kabi narsalarni o'z ichiga oladi. Ishlab chiqarish jarayonida yuzaga keladigan nuqsonlarga misol qilib, ifloslangan biriktiruvchi yuzalar yoki qo'shimchalar, masalan, yotqizish jarayonida qatlamlar orasida tasodifan qolib ketadigan prepreg astarlari yoki bo'shatish plyonkalari kiradi. Yigʻish, tashish yoki qayta ishlash jarayonida detallar yoki butlovchi qismlarga beixtiyor (-qayta ishlanmaydigan) shikast yetishi mumkin.
Agar biror qismda juda koʻp qatron ishlatilsa, u qatronga haddan tashqari yuklangan boʻlishi mumkin, bu tizimli boʻlmagan{0}}ilovalar uchun yomon emas, lekin u ogʻirlik qiladi. Agar quritish jarayonida juda ko'p qatronlar tugasa yoki ho'l yotqizish jarayonida etarli miqdorda qatron qo'llanilmasa, bu qism qatron ochligi aytiladi. Qatronlar{3}}yo'q joylar tolalar yuzasida aniqlanadi. 60:40 lik tola va qatron nisbati optimal hisoblanadi.
Ishlab chiqarish nuqsonlari manbalariga quyidagilar kiradi:
-Noto'g'ri davolash yoki ishlov berish
-Noto'g'ri ishlov berish
-Noto'g'ri ishlash
-Noto'g'ri burg'ulash
-Asbob tomchilari
-Kontaminatsiya
-Noto'g'ri silliqlash
-Malakali boʻlmagan materiallar
-Noto'g'ri asboblar
-Teshik mili yoki detallar bilan bog‘liq muammolar
Kompozitlarning strukturaviy konfiguratsiyasida shikastlanishlar bir nechta qatlamlarda paydo bo'lishi mumkin. Bu matritsa va tolalarning shikastlanishidan singan elementlarning va bog'langan yoki murvatli qo'shimchalarning ishdan chiqishigacha. Zarar darajasi takroriy yukning ishlash muddati va qoldiq kuchini nazorat qiladi va zararga chidamlilik uchun juda muhimdir.
3.2 Tolaning sinishi
Elyafning sinishi juda muhim bo'lishi mumkin, chunki tuzilmalar odatda tolalar-bo'lishi uchun mo'ljallangan (ya'ni, tolalar yukning katta qismini ko'taradi). Yaxshiyamki, tolaning sinishi odatda ta'sir nuqtasiga yaqin hudud bilan chegaralanadi va ta'sir ob'ektining hajmi va energiyasi bilan chegaralanadi. Oldingi qurilmaning faqat bir nechta xizmatga tegishli elementlari-tolaga katta zarar yetkazishi mumkin.
3.3 Nostandart matritsa (bir hil bo'lmagan hujayra)
Matritsa nuqsonlari odatda matritsa{0}}tola interfeysida yoki tolalarga parallel matritsada yuzaga keladi. Ushbu nuqsonlar materialning ba'zi xususiyatlarini biroz pasaytiradi, lekin matritsaning buzilishi keng tarqalgan bo'lmasa, kamdan-kam hollarda strukturaga tanqidiy ta'sir ko'rsatadi.
Matritsada yoriqlar toʻplanishi matritsada ustunlik qiladigan xususiyatlarning-degradatsiyasiga olib kelishi mumkin. Tolalar bilan yuklarni o'tkazish uchun mo'ljallangan laminatlar uchun (tolalar ustunlik qiladi), matritsa jiddiy shikastlanganda, xususiyatlarning ozgina buzilishi ham kuzatiladi. Matritsaning yorilishi yoki mikrokrekingi qatronlar yoki tolalar{4}}qatronlar interfeysiga bogʻliq boʻlgan xususiyatlarni, masalan, interlaminar kesish va siqilish kuchi kabi xususiyatlarni sezilarli darajada buzishi mumkin. Microcracking yuqori haroratli qatronlarning ishlashiga juda zararli ta'sir ko'rsatishi mumkin. Matritsa nuqsonlari shikastlanishning yanada jiddiy turi bo'lgan delaminatsiyaga aylanishi mumkin.
3.4 Delaminatsiya va yopishtiruvchi-
Delaminatsiya laminatdagi qatlamlar orasidagi interfeysda hosil bo'ladi. Delaminatsiyalar matritsaning yoriqlari yoki poydevordan oraliq qatlamgacha cho'zilgan past-energiya ta'siridan hosil bo'lishi mumkin. Bog'lar, shuningdek, ikkita element orasidagi bog'lanish chizig'i bo'ylab ishlab chiqarish jarayoni bilan hosil bo'lishi mumkin va qo'shni laminatlarda delaminatsiyani (delaminatsiyani) boshlaydi. Muayyan sharoitlarda, takroriy yuklash paytida delaminatsiya yoki bog'lanish o'sishi mumkin va laminat yuklanganda halokatli shikastlanishga olib kelishi mumkin. Delaminatsiya yoki bog'lanishning muhimligi quyidagilarga bog'liq:
-Olchamlari.
-Ma'lum bir joydagi delaminatsiyalar soni.
-Joylashuvi - laminat qalinligida, strukturada, erkin qirralarning yaqinida, kuchlanish kontsentratsiyasi joylarida, geometrik uzilishlar va h.k.
-Yuklashlar - Delaminatsiya va bogʻlanish jarayoni yuklanish turiga bogʻliq. Ular cho'zilgan laminatning javobiga ozgina ta'sir qiladi. Biroq, siqish yoki siljish yuki ostida, qatlamlangan yoki tozalangan birliklarga ulashgan pastki qatlamlar bukilishi va yukni qayta taqsimlash mexanizmlariga olib kelishi mumkin, bu esa strukturaning shikastlanishiga olib kelishi mumkin.
3.5 Zarar birikmalari
Odatda, ta'sir hodisalari turli xil zarar etkazishi mumkin. Katta ob'ektlardan (masalan, turbina pichoqlari) yuqori-energiya ta'siri komponentlarning parchalanishiga yoki biriktirilishining buzilishiga olib kelishi mumkin. Natijada yuzaga keladigan zarar sezilarli tolaning buzilishi, matritsaning yorilishi, delaminatsiya, mahkamlagichning sinishi va tozalangan komponentlarni o'z ichiga olishi mumkin. Kam energiya taʼsiridan kelib chiqadigan zararlar-osonroq nazorat qilinadi, lekin tolaning sinishi, matritsaning yorilishi va bir nechta delaminatsiyalar kombinatsiyasini ham oʻz ichiga olishi mumkin.
3.6 Mahkamlagich teshiklari nuqsonlari
Ishlab chiqarish jarayonida noto'g'ri burg'ulash teshiklari, yomon o'rnatilgan mahkamlagichlar va etishmayotgan mahkamlagichlar paydo bo'lishi mumkin. Xizmat ko'rsatish vaqtida, takroriy yuklash davrlari tufayli parcha teshigi cho'zilishi mumkin.
3.7 Xizmatdagi nuqsonlar
Xizmatdagi kamchiliklarga quyidagilar kiradi:
- Atrof-muhitga zarar
- Zarar
- Charchoq
- Mahalliylashtirilgan ortiqcha yuklanishlar natijasida yuzaga kelgan yoriqlar
- Bog‘lanish (yopishtirish)
- Delaminatsiya
- Tola yorilishi
- Korroziya
Ko'plab chuqurchalar yadro konstruktsiyalari, masalan, qanot spoylerlari, yarmarkalar, parvozni boshqarish va qo'nish moslamasi eshiklari juda nozik sirt panellariga ega. Chidamlilik bilan bog'liq muammolarni boshdan kechirgan holda, ularni uchta guruhga bo'lish mumkin: past zarba qarshiligi, suyuqlikning kirib borishi va eroziya (korroziya). Ushbu tuzilmalar etarli darajada qattiqlik va mustahkamlikka ega, lekin qismlar emaklab o'tiladigan, asboblar tushib qoladigan va xizmat ko'rsatuvchi xodimlar odatda yupqa po'stlog'li sendvich komponentlarining zaifligini tushunmaydigan xizmat muhitiga nisbatan kamroq chidamli. Ushbu komponentlarning shikastlanishi, masalan, yadroning ezilishi, zarba shikastlanishi va joydan chiqishi, ularning yupqa sirtlari tufayli vizual tekshirish orqali osongina aniqlanadi. Biroq, ular ba'zan samolyotlarning jo'nashini kechiktirishni yoki ularning ishlash rekordiga ta'sir qilishi mumkin bo'lgan baxtsiz hodisalarga e'tiborni jalb qilishni istamaydigan xizmat ko'rsatuvchi xodimlar tomonidan e'tibordan chetda qoladi yoki shikastlanadi. Natijada, zarar ba'zan nazoratsiz qoldiriladi, ko'pincha yadroga kiradigan suyuqlik tufayli shikastlanishning kuchayishiga olib keladi. Chidamsiz dizayn detallari (masalan, chuqurchaning yadro qirralari noto'g'ri kesilgan) ham suyuqlikning kirib kelishiga olib kelishi mumkin.
Suyuqlikning qismga kirishi tufayli tiklash suyuqlikdan suyuqlikka, ko'pincha suv yoki gidravlik suyuqlikka o'zgarishi mumkin. Suv ta'mirlangan qismlarga qo'shimcha shikastlanishga olib keladi, agar qismdan barcha namlik olib tashlanmasa. Aksariyat restavratsiya materiallari tizimlari suvning qaynash nuqtasidan yuqori haroratlarda quriydi, bu esa terining yadro interfeysida ajralishiga olib keladi-, natijada suv hamma joyda birikadi. Shu sababli, yadro siklini quritish odatda har qanday tiklashdan oldin amalga oshiriladi. Ba'zi operatorlar ta'mirlash vaqtida har qanday qo'shimcha shikastlanishning oldini olish uchun shikastlangan, ammo ta'mirlanmagan qismlarni yuqori-bosimli idishda quritish bo'yicha qo'shimcha qadam qo'yadi. Shlangi suyuqlik - bu boshqa masala. Sendvich panelning yadrosi to'yingan bo'lsa, gidravlik suyuqlikni butunlay olib tashlash deyarli mumkin emas. Qattiqlashuv jarayonida ham, oqayotgan ifloslanish to'liq bartaraf etilmaguncha, bo'lim suyuqlikni oqishi davom etadi. Qayta tiklashning bir qismi sifatida ifloslangan chuqurchalar yadrosi va yopishtiruvchi moddalarni olib tashlash tavsiya etiladi. 21-rasmda ko'rsatilganidek
21-rasm: Radomli ko'plab chuqurchalar sendvich tuzilishining shikastlanishi
Kompozitlar alyuminiyga qaraganda pastroq eroziv quvvatga ega ekanligi ma'lum, shuning uchun ular ko'pincha yuzalarga qo'llashdan qochishadi. Biroq, kompozitlar juda murakkab geometriyalarda qo'llanilgan, lekin odatda korroziyaga qarshi qoplama ilovalari bilan birgalikda. Ba'zi korroziyali qoplamalar aşınmaya bardoshli yoki parvarish qilish uchun ideal emas. Birinchisi kabi aniq bo'lmagan yana bir muammo, agar ular havo oqimlari ta'sirida bo'lsa, eshiklar yoki panellar qirralarining eroziyasi. Ushbu eroziya dizayn yoki o'rnatish (noto'g'ri o'rnatish) tufayli bo'lishi mumkin. Boshqa tomondan, ushbu kompozit komponentlar bilan aloqada bo'lgan yoki ularga yaqin joylashgan metall konstruktsiyalar alyuminiy qotishmalarining noto'g'ri tanlanishi, yig'ish yoki ulash paytida metall qismlarga korroziv plomba shikastlanishi, plomba moddasining etarli emasligi yoki nurlar, qovurg'alar va armatura interfeysida shisha tolali to'siqning yo'qligi tufayli korroziyaga olib kelishi mumkin. 22-rasmda ko'rsatilganidek
22-rasm: qanot uchining korroziya shikastlanishi (uchi)
3.8 Korroziya
Fiberglas va kevlar® qismlarining aksariyati chaqmoqlardan himoya qilish uchun mukammal alyuminiy to'rga ega. Ushbu alyuminiy to'r ko'pincha murvat yoki vint teshiklari atrofida korroziyaga uchraydi. Korroziya panelning elektr bog'lanishiga ta'sir qiladi va alyuminiy to'rni olib tashlashni va panelning elektr bog'lanishini tiklash uchun yangi to'rni o'rnatishni talab qiladi. 23-rasmda ko'rsatilganidek
Shakl 23: Alyuminiy chaqmoqni himoya qilish panjarasining korroziyasi
UV nurlari kompozitlarning kuchiga ta'sir qiladi. Kompozit tuzilmalar ultrabinafsha nurlarining ta'siridan yuqori qatlam bilan himoyalangan bo'lishi kerak. Kompozitlarni himoya qilish uchun maxsus ultrabinafsha astarlar va qoplamalar ishlab chiqilgan.