1, attaches utilisées avec des stratifiés composites
De nombreuses entreprises produisent des fixations spécialisées pour les structures composites. Plusieurs types de fixations sont couramment utilisés : les fixations filetées, les boulons de verrouillage, les boulons borgnes, les rivets aveugles et les fixations spécialisées pour les structures souples telles que les panneaux en nid d'abeille. La principale différence entre les fixations pour structures métalliques et composites réside dans le matériau, le diamètre occupé par l'écrou et l'écrou.
2, mesures de protection contre la corrosion
Lorsqu'ils sont utilisés avec la plupart des matériaux de fixation, ni les composites renforcés de fibre de verre ni de Kevlar ne provoquent de problèmes de corrosion. Cependant, les composites renforcés de fibres de carbone sont plutôt négatifs lorsqu'ils sont utilisés avec des matériaux tels que l'aluminium ou le cadmium, qui sont des revêtements couramment utilisés pour la protection contre la corrosion des fixations.
3, matériaux de fixation
L'alliage de titane Ti-6Al-4V est l'alliage le plus couramment utilisé pour les fixations dans les structures composites renforcées de fibres de carbone. Les aciers inoxydables austénitiques, les alliages haute température (par exemple A286), les alliages multiphasés (par exemple MP35N ou MP159) et les alliages de nickel (par exemple Alliage 718) semblent également très compatibles avec les composites à base de fibres de carbone.
4, systèmes de fixation pour structures sandwich en nid d'abeille
IV. Systèmes de fixation pour structures sandwich en nid d'abeille
Les systèmes de fixation ASP (Adjustable Support Preload) constituent une méthode simple de fixation de composites, de noyaux souples, de métaux ou d'autres matériaux sensibles aux conditions de serrage des fixations ou de force d'installation. La force de verrouillage est réglable en continu dans les limites de couple maximales recommandées sans aucune charge supplémentaire lors de l'installation du cercle de verrouillage. Les attaches sont disponibles en deux types. l'Asp® a une tige pleine et le 2Asp® a une tige de type pilote. Asp® a une tige pleine et 2Asp® a une tige de type pilote, comme illustré sur les Figure 76 et Figure 77.
Figure 76 : Système de fixation ASP
Figure 77 : Séquence d'installation du système de fixation ASP
5,Hi-Lok® et Huck-Fixations à boulons de verrouillage Spin®
La plupart des structures primaires composites utilisées dans l'industrie aéronautique sont fixées avec des boulons de verrouillage Hi-Loks® (Hi-Shear Corp.) ou Huck- Spin® pour les installations permanentes. Hi-Lok® est une fixation filetée qui intègre une clé Allen à l'extrémité filetée en réponse au couple appliqué au cercle d'épissure lors de l'installation. La bande d'épissure comprend des sections frangibles qui se séparent à une valeur de couple prédéterminée. Comme le montre la figure 78.
Figure 78 : Installation Hi-Lok®
Ce boulon de verrouillage est constitué d'un arceau de verrouillage enfoncé dans la rainure annulaire. Il est disponible en deux types : type pull et type piquet. Le type à traction est le plus courant, dans lequel une queue de goupille fragile est utilisée pour réagir à la charge axiale du forgeage du cerceau de verrouillage. Lorsque la charge de forgeage atteint une limite prédéterminée, la pointe de la goupille se déloge au niveau de la rainure dangereuse. L'installation des boulons de verrouillage Hi-Lok® et pull-type Huck-Spin® peut être effectuée par un technicien sur un côté de la structure. D'autre part, les boulons de verrouillage implantés nécessitent un support sur un côté de la tête de fixation pour faire face à l'opération de moulage par compression. Cette méthode est généralement utilisée pour les assemblages automatisés de structures de détail où le couplage ne pose pas de problème.
Les différences spécifiques dans les fixations pour les structures composites sont minimes par rapport aux structures métalliques. Avec Hi-Lok®, la compatibilité des matériaux est le seul problème ; les manchons en aluminium ne sont pas recommandés. Les colliers standard sont généralement en acier inoxydable A286, 303 et en alliages de titane. Les goupilles de verrouillage Huck-Spin® nécessitent un loquet en forme de capuchon-qui contient une bride pour répartir les charges de roulement élevées pendant l'installation. Les goupilles de verrouillage conçues pour la construction composite ont six rainures annulaires, tandis que la construction métallique en a cinq. Ceci est illustré dans les figures 79 et 80.
Figure 79 : Boulons de verrouillage Huck-Spin®
Figure 80 : Séquence d'installation de Huck-spin®
6,Eddie-Attaches Bolt®
Les fixations Eddie-Bolt® (Alcoa) sont de conception similaire à celles des Hi- Loks® et constituent un choix naturel pour les structures composites en fibre de carbone. Les broches Eddie-Bolt® sont conçues avec des évidements dans la partie filetée pour permettre un verrouillage positif lors de l'installation à l'aide d'écrous ou d'épissures d'accouplement spécialement conçus. L'écrou d'accouplement comporte trois languettes pendantes qui font office de nervures d'entraînement.
Lors de l'installation, à une précharge prédéterminée, les languettes compriment le matériau de l'écrou dans les rainures de la spirale et créent une fonction de verrouillage. L'avantage de la construction composite est que des écrous en titane peuvent être utilisés, ce qui est compatible et permet de gagner du poids sans crainte d'usure. L'écrou tourne librement et établit une fonction de verrouillage à la fin du cycle d'installation. Montré à la figure 81.
Figure 81 : Eddie Bolts® Eddie Bolts
7, Rivet à extrémité creuse Cherry's E-Z Buck® (CSR90433)
Les rivets E-Z Buck® à extrémité creuse de type pêche sont fabriqués à partir d'un alliage de titane-niobium avec une résistance au cisaillement de 40 KSI. Les rivets E-Z Buck® sont conçus pour les applications à double chasse dans les réservoirs de carburant. Le principal avantage de ce type de rivet est qu’il nécessite moins de la moitié de la force d’un rivet solide du même matériau. Les rivets sont équipés soit d'un équipement de rivetage automatique, soit d'une extrudeuse de rivets. Des matrices spéciales en option garantissent que l'extrudeuse est toujours centrée lors de l'installation pour éviter d'endommager la structure. Montré à la figure 82.
Figure 82 : Rivet creux Peach E-Z Buck
8, attaches aveugles
Les structures composites ne nécessitent pas autant de fixations que les avions métalliques, car les raidisseurs et les doubleurs sont co-durcis avec la coque, éliminant ainsi le besoin de nombreuses fixations. Dans les structures composites, la taille accrue des panneaux de l'avion se traduit par des sections arrière inaccessibles. Par conséquent, des plaques à vis et à écrous avec fixations aveugles doivent être utilisées dans ces zones. De nombreux fabricants produisent des fixations aveugles pour les structures composites et certains de ces cas sont abordés ci-dessous.
8.1 Boulons aveugles
Le Cherry Maxibolt® (Peach Maxi Bolt) est fabriqué en titane et est compatible avec les structures composites. maxibolt® a une résistance au cisaillement de 95 KSI. il peut être installé d'un côté à l'aide d'un G-83 ou d'un outil d'installation pneumatique-hydraulique équivalent, et est disponible en styles de tête plate à 100 degrés, fraisée à 130 degrés et saillante. Montré à la figure 83.
Figure 83 : Titane pour les boulons Peach Maxi
Le système de boulons aveugles Alcoa UAB™ est conçu pour les structures composites et est disponible en titane et en acier inoxydable. Le système de boulons aveugles UAB™ est disponible en types à tête plate à 100 degrés, à tête fraisée à 130 degrés et en saillie.
Le système de fixation aveugle Accu-Lok™ est conçu pour les structures composites où l'accès est limité à un seul côté de la structure. Il combine une précharge articulaire élevée avec des traces de grand diamètre du côté obscur. La grande empreinte permet une précharge de joint répartie sur une plus grande surface, éliminant pratiquement la possibilité d'une structure composite délaminée. Accu-Lok™ a une résistance au cisaillement de 95 KSI et est disponible en types de têtes plates à 100 degrés, fraisées à 130 degrés et saillantes. Une fixation similaire conçue par Monogram est connue sous le nom de Radial-Lok®. Il est illustré à la figure 84.
Figure 84 : Installation de l'Accu-Lok™
9, fibres à basse température
Les systèmes de fixation à faible-chaleur utilisant des matériaux composites sont largement utilisés dans le matériel aérospatial. Les fixations à faible force de fibre thermique-sont aussi résistantes que les deux-tiers du poids de l'aluminium. La fixation composite présente une bonne compatibilité matérielle avec les fibres de carbone et de verre.
10,Panneaux à vis et écrous dans les structures composites
Si les panneaux doivent être démontés périodiquement pour l'entretien, il est recommandé d'utiliser des plaques à vis et écrous à la place des Hi-Loks® ou des fixations aveugles. Les plaques à écrous utilisées dans les structures composites nécessitent généralement trois trous : deux pour la fixation de la plaque à écrous et un pour les vis amovibles, bien que les plaques à écrous sans rivets et fixées avec de l'adhésif-ne nécessitent pas deux trous supplémentaires pour le perçage et le taraudage.
À suivre
Source Site Web public « Composites Frontier »