[CapitainPhil]

Ciao a tutti,

sono un nuovo iscritto ma è da un po' di tempo che leggo le discussioni sul forum, fonte di molte ed interessanti informazioni.

Attualmente sono un laureando in ingegneria meccanica e sto facendo la tesi con Airbus testando la resistenza agli impatti dei materiali compositi, in particolare carbon fiber reinforced thermoplastics e basalt fiber reinforced plastics. Il mio problema è che mi trovo all'estero e reperire informazioni non è facile, dall'Airbus ho ricevuto dei pannelli di materiale (che mi sono dovuto rivettare a mano da solo) e quasi nessuna informazione tecnica. Sui vari siti che ho visitato si trova spesso scritto "in the construction composite materials were widely used", ma quasi nessuna informazione tecnica. Sono stato in tre biblioteche diverse della facoltà e, a parte la difficoltà nel tradurre dalla lingua locale, le informazioni sulle applicazioni di questi materiali in campo aeronautico sono vermente poche. In sintesi, ho fatto i miei test sui pannelli, ma non ho niente con cui paragonare i risultati ottenuti.

Per caso voi avete informazioni piu' dettagliate sull'uso dei materiali compositi, soprattutto sui veivoli militari di ultima generazione?

Per altro al Politecnico di Torino mi hanno proposto la possibilità di organizzare un corso full immersion sugli aerei aperto agli studenti di tutta Europa collaborando attivamente con AMI, Aermacchi e Finmeccanica, forse può interessare a qualcuno. Sto ancora decidendo se accettare o no, visto che sarebbe un onere non da poco. Comunque scusate l'OT.

Grazie mille per le eventuali informazioni!

[mimmozeta]

Descrizione di alcuni materiali

BERILLIO
Viene impiegato sulle testate dei missili di tipo AIM9L e sul velivolo Tornado come componente degli azionatori della freccia alare.
E’ un elemento chimico metallico che assomiglia a polvere di alluminio, quando è in tale forma.
Esso reagisce rapidamente con alcuni acidi, producendo idrogeno, con possibilità di formare
in aria miscele esplosive. E’ altamente tossico se inalato o se viene a contatto con gli occhi e può provocare ulcere se introdotto sotto la pelle tramite dei tagli. Dopo la contaminazione da berillio il personale dovrebbe sottoporsi ad un lavaggio accurato con abbondanti dosi d’acqua, l’equipaggiamento è gli indumenti lavati separatamente dagli altri non contaminati.

MAGNESIO
Il magnesio è un metallo argenteo simile all’alluminio. Esso prende fuoco ad alte temperature. La fiamma assume un colore biancastro e intenso. Reagisce con l’acqua e acidi liberando idrogeno. La sua polvere è leggermente irritante. Proteggere bene occhi e bocca dalle particelle volatili ed evitare di guardare il magnesio mentre brucia perché potrebbe danneggiare gli occhi. In caso di scottature ricorrere alle cure mediche del caso. Fusione 651°

ALCUNI EFFETTI DEL MATERIALE COMPOSITO
Il materiale composito incendiato ha una elevatissima elettroconducibilità delle fibre che trasportate dai venti e dalle correnti termiche possono depositarsi su i circuiti elettrici non adeguatamente protetti generando cortocircuiti capaci d’inficiare l’efficienza degli apparati da tale fall-out

Dove sono impiegati materiali compositi:
BERILLIO: Ammortizzatori, boccole del carrello
FIBRE DI CARBONIO:Superfici alari, stabilizzatore orizzontale e verticale
GRAFITE: Superficie alare
FIBRA DI VETRO: Radome, cono di coda, pale dell'elica,
KEVLAR: Superfici alari, stabilizzatori verticale e orizzontale,
MAGNESIO: Complesso delle ruote


VELIVOLO C17
MATERIALI COMPOSITI NEL VELIVOLO C17
69,3% ALLUMINIO
8,1% MATERIALI COMPOSITI
12,3% ACCIAIO
10,3% TITANIO

Il CARBONIO nei motori, timone di coda. FIBRE DI VETRO nel radome. CARBON/KEVLAR Fusoliera nei raccordi con le semiali, cono di coda, winglet. KEVLAR gondole motori e stabilizzatore verticale, CARBONIO NOMEX Superfici alari, diruttori. KEVLAR/NOMEX Superficie alare.ALLUMINIO In gran parte della fusoliera.


Aeroplani che fanno maggior uso di materiali compositi: F22, F35, AV8B, EF2000, RAFFALE, EH101, NH90, C27, C17,



Dove sono impiegati materiali NON compositi:
ACCIAIO: Carrello
ALLUMINIO: Fusoliera, superfici alari, stabilizzatori
TITANIO: Motore, parti esposte al calore,, rotore
URANIO DECADUTO: Superfici dei comandi di volo, come contrappeso


Ciao se hai tu informazioni a riguardo della materia fammi sapere..... a presto

[Einherjar]

Credo che quello che cerchi lo potrai trovare qui http://www.matweb.co...roupSearch.aspx
seleziona polimeri , termoplastiche , filled/reinforced thermoplastics

Questo messaggio è stato modificato da Einherjar: 13 marzo 2008 - 14:02

[Venon84]

"al Politecnico di Torino mi hanno proposto la possibilità di organizzare un corso full immersion sugli aerei aperto agli studenti di tutta Europa collaborando attivamente con AMI, Aermacchi e Finmeccanica, forse può interessare a qualcuno. Sto ancora decidendo se accettare o no, visto che sarebbe un onere non da poco"

è una bella occasione. sfruttala.

Questo messaggio è stato modificato da Venon84: 13 marzo 2008 - 14:19

[CapitainPhil]

Buongiorno a tutti!

Ho appena ultimato di effetture i test di bird strike sui pannelli di materiale ricevuti da Airbus, i risultati sono stupefacenti.

Il test è stato eseguito facendo impattare a 90 gradi un proiettile di gelatina con il 25 % di corpi + solidi all'interno (deve simulare un anatra con muscoli e ossa, WWF e Greenpeace non perdonerebbero altrimenti). La velocità al momento dell'impatto è di 180 - 200 m/s per stare il 50 % oltre la massima velocità plausibile (limite di sicurezza) ed il corpo pesa 1 Kg, quindi con un'energia di 16 - 20 KJoule.

Ho precedentemente effettuato i test su piastre di duralluminio spesse 4 mm con 78 rivetti in alluminio dolce... di 4 test solo una piastra ha resistito senza essere divelta, deformandosi comunque notevolmente. Ho eseguito poi i test sulle piastre di resina epossidica rinforzata con fibra di carbonio biassiale (cioè come una normale stoffa) e ho eseguito 4 test e la massima deformazione è stata dell'ordine di 4-5 mm nel punto centrale. Quindi questo materiale oltre alla notevole resistenza a carichi statici e dinamici, resiste bene anche agli impatti. Non ho e non avrò modo di testare su piastre di titanio, e la cosa mi incuriosisce poichè vorrei vedere se la sua resistenza è effettivamente molto + alta.

[-{-Legolas-}-]

Pardon, il duralluminio dove viene usato negli aerei di solito?

[Blue Sky]

Quota

Pardon, il duralluminio dove viene usato negli aerei di solito?

Se avete un po di pazienza per leggerlo ho trovato qualcosa di interessante in merito!
LEGHE STRUTTURALI NON FERROSE

Questo messaggio è stato modificato da Blue Sky: 14 maggio 2008 - 19:16

[CapitainPhil]

-{-Legolas-}-, su May 14 2008, 02:41 PM, ha detto:

Pardon, il duralluminio dove viene usato negli aerei di solito?

L'alluminio semplice metallico ha proprietà meccaniche molto basse, come si può vedere in una normale lattina di birra.

Per ovviare a questo problema in aeronautica o nelle automobili sportive si utilizza il duralluminio che è una lega di allumio con rame interstiziale al 1-2 % e manganese allo 0.7 - 1 %. In questo modo si ottiene una maggior resistenza meccanica con l'inconveniente di non poter saldare parti costituite da questa lega. Infatti con il calore di saldatura gli atomi di rame e manganese acquistano energia sufficiente per 'uscire' dal composto metallico. Per questo motivo le lamiere degli aerei sono rivettate.

In sintesi non si usa in aeronautica l'allumio 'dolce' (come non si usa il ferro dolce, ma l'acciaio) ma il duralluminio.

Io ho avuto modo di confrontare un materiale tradizionale e uno innovativo ed ho scoperto per l'appunto che non solo il materiale composito ha un peso inferiore ed una tensione a rottura piu' che doppia, ma resiste molto meglio agli impatti. La cosa mi ha sorpreso perchè una delle caratteristiche essenziali in queste prove è la duttilità che permette di assorbire energia, proprietà tipica dei metalli. La fibra di carbonio contenuta nei pannelli di composito è molto resistente a tensioni lungo gli assi principali, da ottimi risultati nelle prove di fatica ma non è duttile.

La capacità di resistere agli impatti, cioè di assorbire energia senza rompersi si definisce tenacità. Dai miei studi mi risulta che le leghe + tenaci sono quelle nichel-titanio, ma dopo gli ultimi esperimenti mi chiedo se un opportuno materiale composito possa scalzare il titanio dagli aerei da guerra.

Se ho commesso delle imprecisioni vi prego di correggermi visto che queste informazioni le ho prese dalla stesura della mia tesi e vorrei evitare clamorosi errori !

[Einherjar]

-{-Legolas-}-, su May 14 2008, 02:41 PM, ha detto:

Pardon, il duralluminio dove viene usato negli aerei di solito?

Il duralluminio e il materiale più usato in gran parte delle superfici esterne, cosa deducibile anche dal fatto che Capitain Phil nel suo messaggio parla di alluminio in forma di pannelli e che su essi ha effettuato prove di bird stryke.

[Flaggy]

-{-Legolas-}-, su May 14 2008, 02:41 PM, ha detto:

Pardon, il duralluminio dove viene usato negli aerei di solito?

Il Duralluminio o Avional è una famiglia di leghe alluminio-rame della serie 2000 che si distinguono per l'elevata resistenza a fatica.
Una lega come la 2024, viene per esempio diffusamente utilizzata per realizzare correnti e pannelli ventrali delle ali, in quanto questi elementi sono sottoposti a fatica a trazione (la portanza fa flettere l'ala verso l'alto e quindi tende il rivestimento ventrale e comprime quello dorsale).
I carichi a trazione variabili a cui è sottoposto il rivestimento ventrale delle ali tendono ad aprire eventuali cricche e quindi si richiede al materiale un buon comportamento a fatica che ostacoli questo fenomeno di danneggiamento progressivo.
Per il rivestimento dorsale si può invece tranquillamente usare una lega alluminio-zinco-magnesio della serie 7000 (dette ergal) come la 7075, che si comporta peggio a fatica ma ha migliori caratteristiche meccaniche.

L'ottima resistenza a fatica del durallumino e le elevate caratteristiche meccaniche dell'ergal, fanno si che queste leghe siano massicciamente utilizzate nelle strutture aeronautiche alternandosi a seconda delle caratteristiche richieste a un determinato elemento strutturale.

[Robby]

CapitainPhil, su 07 maggio 2008 - 14:09, ha detto:

Non ho e non avrò modo di testare su piastre di titanio, e la cosa mi incuriosisce poichè vorrei vedere se la sua resistenza è effettivamente molto + alta.

Il titanio ha caratteristiche meccaniche grosso modo simili all' acciaio, ma un peso del 50% inferiore.
La fibra di carbonio consente di ottenere caratteristiche meccaniche da 3 a 7 volte superiori all' accaio (a seconda di come viene utilizzata la fibra), pertanto direi che il carbonio ha un certo vantaggio.
Nel tuo caso, dovendo ricercare resistenza all' impatto, sono certamente preferibili fibre biassiali o comunque multiassiali.

La differenza tra compositi e metalli, parlando di impatti, non ri riduce solo alla resistenza in sè, ma occorre considerare anche come il materiale si comporta a seguito di un urto.
Un metallo tende spesso a deformarsi senza cedere del tutto. Il carbonio invece, come hai constatato subisce deformazioni molto minori, ma arriva alla rottura in modo meno prevedibile.
Questa è una differenza non di poco conto, perchè una struttura in metallo inizia a presentare cricche da fatica molto prima della rottura, consentendo spesso un certo margine di intervento.
Con il carbonio non si ha questo preavviso. Certo ci si può permettere di "sovradimensionare" il pezzo per mettersi al riparo da certi rischi, mantenendo comunque un certo vantaggio di peso.
La scarsa duttilità del carbonio comunque, implica anche che le sollecitazioni a cui il pezzo resiste, vengono trasmesse a tutte le strutture collegate.
Il che implica che tutto ciò che sta intorno al pezzo in questione deve essere progettato di conseguenza.

Ps. Tieni a mente che i pannelli in composito mal si prestano ad essere rivettati. Molto meglio l' incollaggio.


Robby

Questo messaggio è stato modificato da Robby: 06 marzo 2011 - 23:49

[Gabriele]

chissà se capitan phill si è laureato poi in materiali compositi.

[Robby]

Ma LOL...
Ho risposto ad un topic vecchio di tre anni... son proprio stonato