Күчмә комплектны UV-дәвалый торган җепсел пыяла / винил эфиры яки углерод җепселләре / эпокси препрег белән бүлмә температурасында һәм батарея белән эшләнгән дәвалау җайланмалары белән төзәтеп була. # инфраструктура
УВ-дәвалый торган препрег пач ремонты Инфилд композицион күпер өчен Custom Technologies LLCЧ by тарафыннан эшләнгән углерод җепселләре / эпокси препрег ремонт гади һәм тиз исбатланса да, пыяла җепселне ныгытылган UV-дәвалаучы винил эфир резинасы Препрег уңайлырак система эшләде. . Рәсем чыганагы: Custom Technologies LLCЧ ..
Модульле урнаштырыла торган күперләр - хәрби тактик операцияләр һәм логистика, шулай ук табигать афәтләре вакытында транспорт инфраструктурасын торгызу өчен мөһим актив. Мондый күперләрнең авырлыгын киметү өчен композицион структуралар өйрәнелә, шуның белән транспорт машиналарына һәм җибәрү-торгызу механизмнарына йөкне киметәләр. Металл күперләр белән чагыштырганда, композицион материаллар йөк күтәрү сыйфатын арттыру һәм хезмәт срогын озайту потенциалына ия.
Алга киткән модульле композит күпер (AMCB) - мисал. Seemann Composites LLCЧ LLC (Гульфпорт, Миссисипи, АКШ) һәм Материал Фәннәр ООО (Хоршам, ПА, АКШ) углерод җепселләре белән ныгытылган эпокси ламинатлар кулланалар (1 нче рәсем). ) Дизайн һәм төзелеш). Ләкин, кырдагы мондый структураларны ремонтлау сәләте композицион материаллар кабул итүгә комачаулый торган проблема булды.
Рәсем 1 Композит күпер, төп инфилд активы Алга киткән модульле композит күпер (AMCB) Seemann Composites LLCЧ LLC һәм материаллар фәннәре LLCЧ LLC тарафыннан углерод җепселләре белән ныгытылган эпокси резин композитлары ярдәмендә эшләнгән һәм төзелгән. Рәсем чыганагы: Seeman Composites LLCЧ LLC (сулда) һәм АКШ армиясе (уңда).
2016-нчы елда Custom Technologies LLCЧ. (Миллерсвилл, МД, АКШ) АКШ армиясе финанслаган Кече Бизнес Инновацион Тикшеренүләр (SBIR) 1-нче этап грантын алды, ремонт ысулын солдатлар уңышлы башкара ала. Бу алымга нигезләнеп, SBIR грантының икенче этабы 2018-нче елда яңа материаллар һәм батарея белән эшләнгән җиһазлар күрсәтү өчен бирелде, хәтта пач яңа кеше тарафыннан алдан әзерләнмичә башкарылса да, структураның 90% яки күбрәк өлеше Чималны торгызырга мөмкин. көч. Технологиянең мөмкинлеге анализ, материал сайлау, үрнәк җитештерү һәм механик сынау биремнәре, шулай ук кечкенә һәм тулы ремонт белән билгеләнә.
Ике SBIR этапта төп тикшерүче - Custom Technologies LLCЧ .гә нигез салучы һәм президенты Майкл Берген. Берген Хәрби-диңгез өслеге сугыш үзәге (NSWC) Кардероктан отставкага китә һәм 27 ел структуралар һәм материаллар бүлегендә хезмәт итә, анда АКШ Хәрби-диңгез флотында композицион технологияләр эшләү һәм куллану белән идарә итә. Доктор Роджер Крейн 2015-нче елда АКШ Хәрби-диңгез флотыннан отставкага киткәч, Custom Technologies компаниясенә кушылды һәм 32 ел хезмәт итте. Аның композицион материаллар экспертизасы яңа композицион материаллар, прототип җитештерү, тоташу ысуллары, күп функцияле композицион материаллар, структур сәламәтлекне мониторинглау һәм композицион материалны торгызу кебек темаларны үз эченә алган техник басмаларны һәм патентларны үз эченә ала.
Ике белгеч уникаль процесс уйлап таптылар, ул Тикондерога CG-47 класслы ракета крейсеры 5456 алюминий суперструктурасындагы ярыкларны төзәтү өчен композицион материаллар куллана. "Бу процесс ярыклар үсешен киметү һәм экономик альтернатива булып эшләнде. 2 - 4 миллион долларлык платформа тактасын алыштырырга ”, диде Берген. “Шуңа күрә без лабораториядән читтә һәм реаль хезмәт шартларында ремонт ясарга беләбез. Ләкин проблема шунда: хәзерге хәрби актив ысуллар бик уңышлы түгел. Вариант дуплекс ремонт белән бәйләнгән (нигездә җимерелгән урыннарда такта өстенә ябыштырыгыз) яки склад дәрәҗәсендәге (D-дәрәҗә) ремонт өчен активны хезмәттән чыгарыгыз. D дәрәҗәсендә ремонт кирәк булганга, күп активлар читкә куела. "
Ул шулай ук кирәк нәрсә - композит материалларда тәҗрибәсе булмаган солдатлар, комплектлар һәм техник кулланмалар кулланып башкарыла ала торган ысул, диде. Безнең максат - процессны гадиләштерү: кулланманы уку, зыянны бәяләү һәм ремонт ясау. Без сыек резиналарны кушарга теләмибез, чөнки бу тулы дәвалануны тәэмин итү өчен төгәл үлчәү таләп итә. Безгә шулай ук ремонт тәмамланганнан соң куркыныч калдыклар булмаган система кирәк. Itәм ул булган челтәрдә урнаштырыла торган комплект булырга тиеш. "
Custom Technologies уңышлы күрсәткән бер чишелеш - күчерелмә эпокси ябыштыргычны куллана, зыян күләменә карап (12 квадрат дюймга кадәр) ябыштыргыч композицион пачаны көйләү өчен. Демонстрация 3 дюйм калынлыктагы AMCB палубасын күрсәтүче композицион материалда тәмамланды. Композит материалда 3 дюйм калынлыктагы балса агач үзәге (куб аяк тыгызлыгына 15 фунт) һәм Векторплының ике катламы (Феникс, Аризона, АКШ) C -LT 1100 углерод җепселләре 0 ° / 90 ° биаксиаль тегелгән тукымалар, бер катлам C-TLX 1900 углерод җепселләре 0 ° / + 45 ° / -45 ° өч вал һәм ике катлам C-LT 1100, барлыгы биш катлам. "Без комплект күп күчәргә охшаган квази-изотроп ламинатта префабрикацияләнгән такларны кулланырга булдык, тукыманың юнәлеше проблема булмас", диде Кран.
Киләсе сорау - ламинат ремонт өчен кулланылган резин матрицасы. Сыек резинаны катнаштырмас өчен, пач препрег кулланачак. "Ләкин, бу проблемалар саклау", - дип аңлатты Берген. Саклана торган пач чишелешен эшләү өчен, Custom Technologies Sunrez Corp. (Эль Кажон, Калифорния, АКШ) белән алты минут эчендә ультрафиолет нурын (UV) куллана ала торган пыяла җепсел / винил эфир препрегын булдыру өчен хезмәттәшлек итә. Ул шулай ук Gougeon Brothers (Бэй Сити, Мичиган, АКШ) белән хезмәттәшлек итте, бу яңа сыгылмалы эпокси фильм кулланырга тәкъдим итте.
Башлангыч тикшеренүләр күрсәткәнчә, эпокси резин углерод җепселләре өчен иң кулай резиналар - UV-дәвалый торган винил эфиры һәм транссуцент пыяла җепселләре яхшы эшли, ләкин җиңел блоклы углерод җепселләре астында дәваламый. Gougeon Brothers-ның яңа фильмына нигезләнеп, соңгы эпокси препрег 1 сәгать 210 ° F / 99 ° C белән дәвалана һәм бүлмә температурасында озын саклану вакыты бар - түбән температурада саклау кирәк түгел. Берген әйтүенчә, пыяла күчү температурасы (Tg) кирәк булса, резин шулай ук 350 ° F / 177 ° C кебек югары температурада дәваланачак. Препрегларның икесе дә күчерелмә ремонт комплектында пластик пленка конвертына мөһерләнгән препрег пачалар җыелмасы буларак бирелгән.
Ремонт комплекты озак сакланырга мөмкин булганлыктан, Custom Technologies саклану срогын өйрәнергә тиеш. "Без дүрт каты пластик корпус сатып алдык - транспорт җиһазларында кулланыла торган типик хәрби тип - һәм һәр корпуска эпокси ябыштыргыч һәм винил эфир препрег үрнәкләрен куйдык", диде Берген. Аннары тартмалар сынау өчен дүрт төрле урында урнаштырылды: Мичигандагы Gougeon Brothers заводы түбәсе, Мэриленд аэропорты түбәсе, caка үзәнлегендәге ачык корылма (Калифорния чүлләре) һәм Флорида көньягында ачык коррозия сынау лабораториясе. Барлык очракларда да мәгълүмат язучылар бар, Берген күрсәтә, "Без бәяләү өчен мәгълүматлар һәм материал үрнәкләрен өч ай саен алабыз. Флорида һәм Калифорния тартмаларында язылган максималь температура 140 ° F, бу күпчелек реставрация резиналары өчен яхшы. Бу бик авыр. " Моннан тыш, Gougeon Brothers яңа эшләнгән саф эпокси резинаны эчтән сынады. "Берничә ай эчендә 120 ° F мичтә урнаштырылган үрнәкләр полимерлаша башлый", диде Берген. "Ләкин, 110 ° F сакланган тиешле үрнәкләр өчен резин химиясе аз күләмдә яхшырды."
Ремонт сынау тактасында һәм AMCBның бу масштаблы моделендә тикшерелде, ул Seemann Composites төзегән оригиналь күпер белән бер үк ламинат һәм төп материал кулланган. Рәсем чыганагы: Custom Technologies LLCЧ ..
Ремонт техникасын күрсәтү өчен, вәкил ламинат җитештерелергә, бозылырга һәм ремонтланырга тиеш. "Проектның беренче этабында без ремонт процессының мөмкинлеген бәяләү өчен башта кечкенә 4 х 48 дюймлы балкышлар һәм дүрт очлы бөкләү сынауларын кулландык", диде Клейн. "Аннары, без проектның икенче этабында 12 x 48 дюймлы панельгә күчендек, биаксиаль стресс халәтен тудыру өчен йөкләр кулландык, аннары ремонт эшләрен бәяләдек. Икенче этапта без техник хезмәт күрсәткән AMCB моделен дә тәмамладык. "
Берген әйтүенчә, ремонт эшләрен исбатлау өчен кулланылган сынау панели ламинатлар һәм төп материаллар Seemann Composites җитештергән AMCB нәселе ярдәмендә җитештерелгән, ләкин параллель күч теоремасы нигезендә панель калынлыгын 0,375 дюймнан 0,175 дюймга кадәр киметтек. . Бу шулай. Бу ысул, нур теориясенең өстәмә элементлары һәм классик ламинат теория [CLT] белән берлектә, инерция моментын һәм тулы масштаблы AMCB эффектив катгыйлыгын кечерәк зурлыктагы демо продукт белән эшкәртү җиңелрәк һәм күбрәк куллану өчен кулланылды. чыгымлы. Аннары, без XCraft Inc. (Бостон, Массачусетс, АКШ) тарафыннан эшләнгән чикләнгән элемент анализы [FEA] структур ремонт проектын яхшырту өчен кулланылды. " Сынау панельләре һәм AMCB моделе өчен кулланылган углерод җепсел тукымасы Vectorplyдан сатып алынган, һәм балса үзәге Core Composites тарафыннан эшләнгән (Бристоль, RI, АКШ).
Адым 1. Бу сынау панели үзәктә билгеләнгән зыянны симуляцияләү һәм әйләнәне ремонтлау өчен 3 дюймлы тишек диаметрын күрсәтә. Барлык адымнар өчен фото чыганагы: Custom Technologies LLC.
2-нче адым. Зыян күргән материалны бетерү һәм ремонт пачасын 12: 1 тактасы белән ябу өчен, батарея белән эшләнгән кул тарткыч кулланыгыз.
"Без сынау тактасындагы зыянны кырдагы күпер палубасында күренгәннән югарырак охшатырга телибез", диде Берген. “Димәк, безнең ысул - 3 дюймлы диаметрлы тишек ясау өчен тишек куллану. Аннары, без зарарланган материалның чыбыкларын чыгарабыз һәм 12: 1 шарфны эшкәртү өчен кулда тотылган пневматик тарткыч кулланабыз. "
Кран аңлатты, углерод җепселләре / эпокси ремонт өчен, "бозылган" панель материалы алынгач һәм тиешле шарф кулланылганнан соң, препрег киңлектә һәм озынлыкта киселәчәк, бозылган урынның тәлинкәсенә туры килә. “Безнең сынау панели өчен моның өчен дүрт кат әзерлек кирәк, ремонт материалы зарарсыз углерод панель өслегенә туры килсен өчен. Аннан соң, углерод / эпокси препрегның өч каплау катламы ремонтланган өлештә тупланган. Eachәрбер эзлекле катлам аскы катламның һәр ягына 1 дюйм сузыла, бу әйләнә-тирәдәге “яхшы” материалдан ремонтланган җиргә әкренләп йөк күчерүне тәэмин итә. ” Бу ремонтны башкару өчен гомуми вакыт, шул исәптән ремонт мәйданын әзерләү, реставрация материалын кисү һәм урнаштыру, дәвалау процедурасын куллану - якынча 2,5 сәгать.
Углерод җепселләре / эпокси препрег өчен ремонт мәйданы вакуум белән тутырылган һәм 210 ° F / 99 ° C температурада батарея белән эшләнгән җылылык бәйләнеше ярдәмендә бер сәгать дәвамында дәвалана.
Углерод / эпокси ремонт гади һәм тиз булса да, коллектив эшне торгызу өчен уңайлырак чишелеш кирәклеген таныды. Бу ультрафиолет (УВ) дәвалау препрегларын тикшерүгә китерде. "Сунрез винил эфир резиналары белән кызыксыну компаниянең нигез салучысы Марк Ливсей белән булган элеккеге диңгез тәҗрибәсенә нигезләнгән", диде Берген. "Без башта Сунрезны квази-изотроп пыяла тукымалар белән тәэмин иттек, аларның винил эфир препрегын кулланып, төрле шартларда дәвалау сызыгын бәяләдек. Моннан тыш, без беләбез, чөнки винил эфир резинасы эпокси резинага охшамаган, бу икенчел ябышу эшләрен тәэмин итә, шуңа күрә төрле ябыштыргыч катлам кушылу агентларын бәяләү һәм кайсысы куллану өчен яраклы булуын ачыклау өчен өстәмә көч кирәк. "
Тагын бер проблема - пыяла җепселләр углерод җепселләре кебек үк механик үзлекләр бирә алмый. "Углерод / эпокси пач белән чагыштырганда, бу проблема өстәмә пыяла / винил эфир катламы ярдәмендә чишелә", диде Кран. "Бер өстәмә катлам кирәк булуының сәбәбе - пыяла материалның авыррак тукымасы." Бу бик салкын / туңдырылган инфилд температурасында алты минут эчендә кулланыла һәм берләштерелә торган яраклы пач җитештерә. Heatылылык бирмичә дәвалау. Кран бу ремонт эшенең бер сәгать эчендә тәмамланырга мөмкинлеген күрсәтте.
Ике пач системасы да күрсәтелде һәм сыналды. Eachәрбер ремонт өчен, бозылырга тиешле мәйдан билгеләнә (1 адым), тишек пыяла белән ясалган, аннары батарея белән эшләнгән кул тарткыч ярдәмендә чыгарыла (2 адым). Аннары ремонтланган мәйданны 12: 1 тәлинкәгә кисегез. Шарф өслеген спиртлы такта белән чистартыгыз (3 адым). Аннары, ремонт пачасын билгеле зурлыкка кисегез, чистартылган өскә куегыз (4 адым) һәм һава күбекләрен бетерү өчен ролик белән берләштерегез. Пыяла җепсел / УВ-дәвалаучы винил эфир препрегы өчен, чыгару катламын ремонтланган урынга куегыз һәм алты минут эчендә чыбыксыз UV лампасы белән патчаны дәвалагыз (5 адым). Углерод җепселләре / эпокси препрег өчен алдан программалаштырылган, бер төймә, батарея белән эшләнгән җылылык бәйләүчене вакуум пакетка кулланыгыз һәм ремонтланган мәйданны 210 ° F / 99 ° C бер сәгать дәвамында дәвалагыз.
5. Адым. Кабыклау катламын ремонтланган урынга куйганнан соң, чыбыксыз UV лампасын 6 минут дәвамында дәвалау өчен кулланыгыз.
"Аннары без пачның ябышлыгын һәм аның структураның йөк күтәрү сәләтен торгызу сәләтен бәяләү өчен сынаулар үткәрдек", диде Берген. “Беренче этапта без куллану җиңеллеген һәм көчнең ким дигәндә 75% торгызу сәләтен исбатларга тиеш. Бу симуляцияләнгән зыянны төзәткәннән соң 4 х 48 дюймлы углерод җепселенә / эпокси резинасына һәм балса үзәк балкышына дүрт нокталы бөкләнү белән башкарыла. Әйе. Проектның икенче этабы 12 х 48 дюймлы панель кулланды, һәм катлаулы авырлыкларда 90% тан артык көч таләпләрен күрсәтергә тиеш. Без бу таләпләрнең барысын да үтәдек, аннары AMCB моделендә ремонт ысулларын фотога төшердек. Визуаль белешмәлек бирү өчен инфилд технологияләрен һәм җиһазларын ничек кулланырга. ”
Проектның төп аспекты - яңа кешеләрнең ремонтны җиңел тәмамлый алуын исбатлау. Шуңа күрә, Бергенның идеясы бар: "Мин армиядәге ике техник контактка күрсәтергә сүз бирдем: доктор Бернард Сиа һәм Эшли Генна. Проектның беренче этабының соңгы рецензиясендә мин ремонт сорамадым. Тәҗрибәле Эшли ремонт ясады. Без биргән комплектны һәм кулланманы кулланып, ул пачаны кулланды һәм бернинди ремонтсыз ремонт эшләрен тәмамлады. "
Рәсем 2 Алдан программалаштырылган, батарея белән эшләнгән җылылык бәйләү машинасы углерод җепселен / эпокси ремонт пачасын төймә басуы белән дәвалый ала, белемнәрне ремонтлау яки цикл программаларын дәвалау кирәксез. Рәсем чыганагы: Custom Technologies, LLCЧ ..
Тагын бер төп үсеш - батарея белән эшләнгән дәвалау системасы (2 нче рәсем). "Инфилдны тоту аркасында, сездә батарея көче генә бар", диде Берген. "Без эшләгән ремонт комплектындагы барлык процесс җиһазлары чыбыксыз." Бу үз эченә Custom Technologies һәм җылылык бәйләү машинасы белән тәэмин итүче WichiTech Industries Inc. (Рандаллстаун, Мэриленд, АКШ) машинасы белән берлектә эшләнгән батарея белән эшләнгән җылылык бәйләнешен кертә. "Бу батарея белән эшләнгән җылылык бәйләнеше дәвалауны тәмамлау өчен алдан программалаштырылган, шуңа күрә яңа кешеләргә дәвалау циклын программалаштыру кирәк түгел", диде Кран. "Аларга тиешле пандусны тутыру өчен, төймәгә басыгыз." Хәзерге вакытта кулланыла торган батареялар тулыландырылганчы бер ел дәвам итә ала.
Проектның икенче этабы тәмамлангач, Custom Technologies алга таба яхшырту тәкъдимнәрен әзерли һәм кызыклы һәм ярдәм хатларын җыя. "Безнең максат - бу технологияне TRL 8гә җиткерү һәм аны кырга китерү", диде Берген. "Без шулай ук хәрби булмаган заявкалар потенциалын күрәбез."
Тармакның беренче җепсел ныгыту артындагы иске сәнгатьне аңлата, һәм яңа җепсел фәнен һәм киләчәк үсешне тирәнтен аңлый.
Тиздән килеп, беренче тапкыр очу, 787 максатларына ирешү өчен композицион материаллар һәм процесслардагы яңалыкларга таяна
Пост вакыты: сентябрь-02-2021