RU2600765C1 - Laminar alumino-fibre glass and article made therefrom - Google Patents

Laminar alumino-fibre glass and article made therefrom Download PDF

Info

Publication number
RU2600765C1
RU2600765C1 RU2015122260/05A RU2015122260A RU2600765C1 RU 2600765 C1 RU2600765 C1 RU 2600765C1 RU 2015122260/05 A RU2015122260/05 A RU 2015122260/05A RU 2015122260 A RU2015122260 A RU 2015122260A RU 2600765 C1 RU2600765 C1 RU 2600765C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
glass
layers
fiberglass
fibre
reinforced
Prior art date
Application number
RU2015122260/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Николаевич Каблов
Владислав Валерьевич Антипов
Ольга Григорьевна Сенаторова
Владимир Владимирович Махсидов
Виталий Викторович Шестов
Дмитрий Владимирович Иошин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ")
Priority to RU2015122260/05A priority Critical patent/RU2600765C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2600765C1 publication Critical patent/RU2600765C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B32B15/092Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin comprising epoxy resins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to laminar alumino-polymer composite materials and particularly relates to alumino-fibre glass and articles made therefrom. Laminar alumino-fibre glass contains at least two layers of high-modulus Al-Li alloy with laid in between two layers of reinforced fibre-glass with unidirectional fibres based on epoxy binding agent. Between layers of reinforced fibre glass there is optical fibre with Bragg gratings, laid along reinforcing fibres of fibre glass. One of layers of reinforced fibre-glass has a cutout of trapezoidal shape in zones of rotation of optical fibre.
EFFECT: invention provides creation of laminar composite material, capable of monitoring stress-strain state while maintaining high static strength, high modulus of elasticity, low density, resistance to fatigue destruction and other operational characteristics of crack resistance.
4 cl, 3 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к области слоистых алюмополимерных композиционных материалов, содержащих тонкие листы из алюминиевых сплавов и слои армированных полимерных композиционных материалов, и применяемых в качестве конструкционного материала для силовых элементов планера самолета (обшивок, стрингеров, противопожарных перегородок фюзеляжа и крыла, панелей пола, соединительных лент, стопперов трещин и др.) и их ремонта.The invention relates to the field of layered aluminopolymer composite materials containing thin sheets of aluminum alloys and layers of reinforced polymer composite materials, and used as structural material for power elements of an airplane glider (skin, stringers, fire walls of the fuselage and wing, floor panels, connecting tapes, stoppers of cracks, etc.) and their repair.

Наиболее известен класс слоистых композиционных алюмополимерных материалов на основе алюминиевых листов и прослоек стеклопластика. Материалы этого типа, предложенные фирмой «AKZO» (Нидерланды) и обозначенные маркой Glare состоят из тонких листов сплавов традиционных систем легирования Al-Cu (2024Т3 - типа D16чТ), Al-Zn (7075Т6,Т76 - типа В95пчТ1Т2) и промежуточных слоев стеклопластика, которые содержат непрерывные стеклянные волокна и термопластичное или термореактивное связующее (см. Патент США №5039571, опубл. 13.08.1991 г. ).The most famous class of layered composite aluminopolymer materials based on aluminum sheets and fiberglass layers. Materials of this type, proposed by AKZO (Netherlands) and marked with the Glare brand, consist of thin sheets of alloys of traditional alloying systems Al-Cu (2024T3 - type D16chT), Al-Zn (7075T6, T76 - type V95pchT1T2) and intermediate layers of fiberglass, which contain continuous glass fibers and a thermoplastic or thermosetting binder (see US Patent No. 5039571, publ. 08/13/1991).

На базе алюминиевых сплавов имеются российские слоистые алюмостеклопластики, обозначенные маркой СИАЛ [O.G. Senatorova, L.I. Anikhovskaya, J.N. Fridlyander, V.V. Sidelnikov, a.o. Features of A1 Laminate Behaviuor at Fatigue Loading. Proc. Of ICAA-5, France, 1996].Based on aluminum alloys, there are Russian layered aluminum-glass-reinforced plastics designated by the SIAL brand [O.G. Senatorova, L.I. Anikhovskaya, J.N. Fridlyander, V.V. Sidelnikov, a.o. Features of A1 Laminate Behaviuor at Fatigue Loading. Proc. Of ICAA-5, France, 1996].

Одним из основных недостатков этой серии слоистых алюмополимерных композиционных материалов, обусловленным свойствами слоев стеклопластика, является пониженный на 10-30% модуль упругости по сравнению с основными конструкционными алюминиевыми сплавами.One of the main disadvantages of this series of layered aluminum-polymer composite materials, due to the properties of fiberglass layers, is a 10-30% lower modulus of elasticity compared to the main structural aluminum alloys.

Наиболее близким по составу и назначению к предлагаемому изобретению является слоистый композиционный материал, состоящий из листов алюминий-литиевого высокомодульного сплава пониженной плотности и слоев стеклопластика на основе термореактивного связующего и армирующего наполнителя из высокопрочных стеклянных волокон (см. Патент РФ №2185964, опубл. 27.07.2002 г. ).The closest in composition and purpose to the present invention is a layered composite material consisting of sheets of aluminum-lithium high-modulus alloy of low density and layers of fiberglass based on thermosetting binder and reinforcing filler of high-strength glass fibers (see RF Patent No. 2185964, publ. 27.07. 2002).

Использование в составе слоистого материала тонких листов из Al-Li сплава, предпочтительно системы Al-Li-Cu-Mg, с высоким модулем упругости (не менее 78 ГПа) и пониженной плотностью (не более 2620 кг/м3) вместо листов из традиционных среднепрочных сплавов типа дуралюмин системы Al-Cu-Mg с модулем упругости 71,5 ГПа и плотностью 2770 кг/м3, позволяет повысить в целом модуль упругости при растяжении и сжатии слоистого алюмостеклопластика на ~10% (более 60 ГПа) и приблизить его к модулю для алюминиевых сплавов, а также дополнительно понизить плотность материала, преимущественно до 2300-2400 кг/м3.The use of thin sheets of Al-Li alloy, preferably Al-Li-Cu-Mg system, with a high elastic modulus (at least 78 GPa) and low density (not more than 2620 kg / m 3 ) instead of traditional medium-strength sheets as part of the laminate alloys of the duralumin type of the Al-Cu-Mg system with an elastic modulus of 71.5 GPa and a density of 2770 kg / m 3 , makes it possible to increase the overall modulus of elasticity in tension and compression of laminated aluminum-glass plastic by ~ 10% (more than 60 GPa) and bring it closer to the modulus for aluminum alloys, and also further reduce the density of the material, reimuschestvenno to 2300-2400 kg / m 3.

Для обеспечения монолитности слоя стеклопластика и его надежной связи с алюминиевыми листами и повышения температуры эксплуатации материала до 130°C применяется модифицированное термореактивное связующее с повышенной температурой отверждения (170-180°C).To ensure the monolithicity of the fiberglass layer and its reliable bonding with aluminum sheets and to increase the operating temperature of the material up to 130 ° C, a modified thermosetting binder with an increased curing temperature (170-180 ° C) is used.

К общему главному недостатку этих слоистых алюмостеклопластиков двух групп относится:The common main disadvantage of these laminated aluminoglassplastics of two groups is:

- отсутствие мониторинга напряженно-деформированного состояния, в том числе в процессе приложения нагрузки. Такой подход позволит в режиме реального времени получать более подробную информацию об испытываемых системой нагрузках, автоматически прогнозировать работоспособность отдельных ее частей и сигнализировать о необходимости их ремонта или замены, что позволит уменьшить затраты на диагностику, обслуживание и ремонт сложных технических систем.- lack of monitoring of the stress-strain state, including during the application of the load. This approach will allow in real time to receive more detailed information about the loads experienced by the system, automatically predict the operability of its individual parts and signal the need for their repair or replacement, which will reduce the cost of diagnostics, maintenance and repair of complex technical systems.

Технической задачей и техническим результатом настоящего изобретения является создание слоистого композиционного материла на основе листов из высокомодульного высокопрочного Al-Li сплава пониженной плотности и слоев стеклопластика, обладающего функцией мониторинга напряженно-деформированного состояния при сохранении высокой статической прочности, повышенного модуля упругости, пониженной плотности, сопротивления усталостному разрушению и других эксплуатационных характеристик трещиностойкости, для конструкционного применения в основных силовых элементах планера самолетов и изделий других транспортных средств.The technical task and the technical result of the present invention is the creation of a layered composite material based on sheets of high modulus high-strength Al-Li alloy of low density and fiberglass layers with the function of monitoring the stress-strain state while maintaining high static strength, increased elastic modulus, low density, fatigue resistance fracture and other operational characteristics of crack resistance, for structural use in SIC power components of the airframe and articles of other vehicles.

Для достижения заявленного технического результата предложен слоистый алюмостеклопластик, содержащий по меньшей мере два листа из высокомодульного Al-Li сплава с уложенными между ними двумя слоями армированного стеклопластика на базе термореактивного клеевого связующего с армирующим наполнителем из однонаправленных стеклянных волокон. Между слоями армированного стеклопластика размещено оптическое волокно с брэгговскими решетками, уложенными вдоль армирующих волокон стеклопластика, при этом в одном из слоев армированного стеклопластика выполнен вырез трапециевидной формы, в котором изгибается оптическое волокно с брэгговскими решетками для его поворота, в качестве листа Al-Li сплава используют сплав с плотностью не более 2690 кг/см3 и модулем упругости при растяжении не менее 78 ГПа.To achieve the claimed technical result, a layered aluminum-glass fiber reinforced plastic containing at least two sheets of high-modulus Al-Li alloy with two layers of fiberglass reinforced between them on the basis of thermosetting adhesive binder with a reinforcing filler of unidirectional glass fibers. An optical fiber with Bragg gratings placed along the fiberglass reinforcing fibers is placed between the layers of fiberglass reinforced fiberglass, and a trapezoidal cut is made in one of the layers of fiberglass reinforced fiberglass, in which an optical fiber with Bragg gratings is bent to rotate it, using an Al-Li alloy sheet an alloy with a density of not more than 2690 kg / cm 3 and a tensile modulus of at least 78 GPa.

Предпочтительно основа армирующего наполнителя выполнена из стеклянных волокон диаметром ⌀ 5-20 мкм, плотностью 2500-2580 кг/м3, с пределом прочности 4000-5000 МПа, модулем упругости при растяжении 85-100 ГПа.Preferably, the base of the reinforcing filler is made of glass fibers with a diameter of ⌀ 5-20 μm, a density of 2500-2580 kg / m 3 , with a tensile strength of 4000-5000 MPa, a tensile modulus of 85-100 GPa.

Предпочтительно содержит термореактивное клеевое связующее на основе смеси эпоксидных смол, модифицированное термопластичным материалом с повышенной температурой отверждения 170-180°С.Preferably contains a thermoset adhesive adhesive based on a mixture of epoxy resins, modified with a thermoplastic material with an increased curing temperature of 170-180 ° C.

Предложено также изделие из предлагаемого слоистого алюмостеклопластика.A product is also proposed from the proposed laminated aluminoglass.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показана структура 3-слойного алюмостеклопластика, где:In FIG. 1 shows the structure of a 3-layer aluminum-glass plastic, where:

1 - внешние листы высокомодульного Al-Li сплава;1 - outer sheets of a high-modulus Al-Li alloy;

2 - слои армированного стеклопластика с однонаправленными волокнами на основе термореактивного клеевого связующего;2 - layers of reinforced fiberglass with unidirectional fibers based on thermosetting adhesive binder;

3 - оптическое волокно с брэгговскими решетками.3 - optical fiber with Bragg gratings.

На фиг. 2 показана структура 5-слойного алюмостеклопластика;In FIG. 2 shows the structure of 5-layer aluminoglass;

На фиг. 3 показаны трапециевидные вырезы в слое стеклопластика для мест, где оптоволокно необходимо повернуть, где:In FIG. 3 shows trapezoidal cutouts in a fiberglass layer for places where the optical fiber must be rotated, where:

4 - вырез в слое армированного стеклопластика с однонаправленными волокнами на основе термореактивного клеевого связующего.4 - a cutout in a layer of reinforced fiberglass with unidirectional fibers based on a thermosetting adhesive binder.

Важнейшим преимуществом предлагаемого слоистого композиционного материала является способность мониторинга напряженно-деформированного состояния, в том числе в процессе приложения нагрузки. Это способствует расширению применения композиционного материала в целом.The most important advantage of the proposed layered composite material is the ability to monitor the stress-strain state, including during the application of the load. This contributes to the expansion of the use of composite material in general.

Использование в составе композиционного материала слоев стеклопластика на базе модифицированного термореактивного связующего с различным стеклоармирующим наполнителем приводит к сохранению высокого сопротивления усталостному разрушению и других эксплуатационных характеристик трещиностойкости.The use of fiberglass layers in the composition of the composite material based on a modified thermosetting binder with various glass reinforcing fillers leads to the preservation of high resistance to fatigue fracture and other operational characteristics of crack resistance.

Использование в составе слоистого градиентного композиционного материала тонких листов из высокопрочного Al-Li сплава пониженной плотности позволит достичь повышения жесткости и весовой эффективности от применения материала в конструкциях.The use of thin sheets of a high-strength Al-Li alloy of low density in the composition of the layered gradient composite material will allow to achieve increased rigidity and weight efficiency from the use of the material in structures.

Существенным фактором является совместимость температурно-временных параметров отверждения листов Al-Li сплава и термореактивного клеевого модифицированного связующего для создания надежной связи между металлическими листами и полимерными слоями, а также повышения температуры эксплуатации композиционного материала.A significant factor is the compatibility of the temperature-time parameters of the curing of Al-Li alloy sheets and the thermosetting adhesive modified binder to create a reliable bond between metal sheets and polymer layers, as well as to increase the operating temperature of the composite material.

Указанное термореактивное связующее включает следующие компоненты: смесь эпоксидиановой смолы с одной из эпоксидных смол, выбранных из группы N,N-тетраглицидилпроизводное 3,3′-дихлор-4,4′-диаминодифенилметана, полиглицидилпроизводное низкомолекулярного фенолформальдегидного новолака, триглицидилпроизводное парааминофенола, дициандиамид в качестве отвердителя и полиарилсульфон с концевыми гидроксильными группами, молекулярной массой 25000-45000 и температурой стеклования 190-260°C, являющийся продуктом нуклеофильной поликонденсацииThe specified thermosetting binder includes the following components: a mixture of an epoxy resin with one of the epoxy resins selected from the group N, N-tetra-glycidyl derivative of 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane, polyglycidyl derivative of low molecular weight phenol-formaldehyde novolac, triglycidamide diphenyl-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide-di-di-amide-di-amide-di-amide-di-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide-di-amide compounds and polyaryl sulfone with terminal hydroxyl groups, a molecular weight of 25000-45000 and a glass transition temperature of 190-260 ° C, which is a product of nucleophilic polycondensation

бис-(галогенарил)сульфонов с бисфенолом, которые взяты в следующем соотношении, мас. ч.:bis- (halogenaryl) sulfones with bisphenol, which are taken in the following ratio, wt. hours:

смесь эпоксидиановой смолы с одной изa mixture of epoxy resin with one of эпоксидных смол, выбранных из группыepoxy resins selected from the group N,N-тетраглицидил-производное 3,3′-дихлор-4,4′-N, N-tetraglycidyl derivative 3,3′-dichloro-4,4′- диаминодифенилметана, полиглицидилпроизводноеdiaminodiphenylmethane, polyglycidyl derivative низкомолекулярного фенолформальдегидного новолака,low molecular weight phenol-formaldehyde novolak, триглицидилпроизводное парааминофенолаtriglycidyl derivative of paraaminophenol 59-12059-120 дициандиамидdicyandiamide 6-166-16 полиарилсульфонpolyarylsulfone 10-3510-35

При этом один из слоев стеклопластика имеет вырезы в местах поворота оптоволокна для уменьшения искажений структуры материалы и тем самым снижения вероятности образования дефектов в этом месте. Вырезы целесообразно делать в форме трапеции для минимизации структурных искажений и технологичности при производстве.In this case, one of the fiberglass layers has cutouts at the points of rotation of the optical fiber to reduce distortion of the structure of the materials and thereby reduce the likelihood of defects in this place. It is advisable to make cuts in the form of a trapezoid to minimize structural distortions and manufacturability in production.

Примеры осуществленияExamples of implementation

В опытном производстве были отформованы трехслойные листы слоистого композиционного материала (см. фиг. 1-3) габаритами 500×500 мм, состоящие из двух внешних тонких листов (1), например, толщиной (t=0,49 мм) из высокопрочного (σ0,2=500 МПа) высокомодульного (E=79 ГПа) Al-Li сплава пониженной плотности (d~2670 кг/м3) и двумя слоями стеклопластика (2) с однонаправленной схемой армирования высокопрочными, высокомодульными стеклянными волокнами, распределенными в связующем на основе модифицированных эпоксидных смол.In the pilot production, three-layer sheets of a layered composite material were formed (see Figs. 1-3) with dimensions of 500 × 500 mm, consisting of two external thin sheets (1), for example, of a high-strength (σ = 0.49 mm) thickness (σ 0.2 = 500 MPa) of high-modulus (E = 79 GPa) Al-Li alloy of reduced density (d ~ 2670 kg / m 3 ) and two layers of fiberglass (2) with a unidirectional reinforcement scheme with high-strength, high-modulus glass fibers distributed in a binder on based on modified epoxy resins.

Алюминий-литиевые листы (1) подвергали предварительно обезжириванию, травлению, анодному окислению в хромовой или фосфорной кислотах, далее они были покрыты адгезионным грунтом с помощью распылителя. Листы после подготовки поверхности помещали на плиту и затем выполняли послойную укладку алюминий-литиевых листов (1) и монослоев стеклопластика (2) в соответствии с требуемой ориентацией армирующих стеклянных волокон и направлением прокатки алюминиевых листов для создания необходимой структуры композиционного материала.The lithium aluminum sheets (1) were subjected to preliminary degreasing, etching, anodic oxidation in chromic or phosphoric acids, and then they were coated with adhesive primer using a spray gun. After surface preparation, the sheets were placed on the plate and then layered layered of aluminum-lithium sheets (1) and fiberglass monolayers (2) in accordance with the required orientation of the reinforcing glass fibers and the direction of rolling of aluminum sheets to create the necessary structure of the composite material.

Для уменьшения вероятности образования дефектов высокопрочного слоистого алюмостеклопластика в процессе изготовления элемента конструкции укладку оптического волокна (3) с брэгговскими решетками (оптоволокна) проводили между слоями ранее выбранного однонаправленного стеклопластика на (2) основе стеклоровинга или стеклоткани. При этом перед укладкой оптоволокна на (3) стеклопластик (2) в нем изготавливали вырезы (4) в местах изгиба для поворота оптоволокна (3). Затем этот лист стеклопластика (2) соответствующим образом укладывали на первый алюминиевый лист (1) и сверху укладывали оптоволокно (3) вдоль направления армирующих волокон стеклопластика. Фиксация оптоволокна в структуре слоистого алюмостеклопластика реализовывалась за счет адгезии к связующему материалу в стеклопластике. Поворот оптического волокна осуществляли в зоне вырезов (4), предпочтительно трапециевидных. При повороте оптического волокна радиус перегиба должен быть не менее 15 мм.To reduce the likelihood of defects in high-strength laminated aluminum-glass plastic during the manufacturing of a structural element, the laying of optical fiber (3) with Bragg gratings (optical fiber) was carried out between the layers of the previously selected unidirectional fiberglass based on (2) glass roving or fiberglass. In this case, before laying the optical fiber on (3) fiberglass (2), cutouts (4) were made in it at the bending points to rotate the optical fiber (3). Then this fiberglass sheet (2) was suitably laid on the first aluminum sheet (1) and optical fiber (3) was laid on top along the direction of the fiberglass reinforcing fibers. The fixation of the optical fiber in the structure of layered alumina-fiberglass was realized due to adhesion to a binder material in fiberglass. The rotation of the optical fiber was carried out in the area of the cutouts (4), preferably trapezoidal. When turning the optical fiber, the bend radius should be at least 15 mm.

После укладки оптоволокна (3) на слой стеклопластика (2) на него сверху укладывали второй слой стеклопластика (2), ориентированный упрочняющими волокнами в том же направлении, что и первый.After laying the optical fiber (3) on a fiberglass layer (2), a second layer of fiberglass (2), oriented with reinforcing fibers in the same direction as the first, was laid on top of it.

Далее на второй слой стеклопластика (2) укладывали ранее подготовленный алюминиевый лист. В таком виде заготовка 3-слойного алюмостеклопластика готова к формованию.Next, a previously prepared aluminum sheet was placed on the second layer of fiberglass (2). In this form, the preform of a 3-layer aluminum-glass fiber reinforced plastic is ready for molding.

Для изготовления 5-слойного алюмостеклопластика к вышеописаннной технологии изготовления заготовки необходимо добавить следующие операции:For the manufacture of 5-layer aluminum-glass fiber reinforced plastic, the following operations must be added to the above-described manufacturing technology of the preform:

- на один из алюминиевых листов (1) укладывают два слоя стеклопластика (2), ориентированного в том же направлении, что и ранее уложенные слои стеклопластика (2);- two layers of fiberglass (2), oriented in the same direction as the previously laid layers of fiberglass (2), are laid on one of the aluminum sheets (1);

- на данный слой стеклопластика (2) укладывают третий алюминиевый лист (1). В таком виде заготовка материала 5-слойного алюмостеклопластика готова к формованию.- a third aluminum sheet (1) is laid on this fiberglass layer (2). In this form, the 5-layer alumina-fiberglass plastic blank is ready for molding.

Формование листов композита проводили автоклавным способом (автоклав «Шольц» с рабочим пространством ⌀800×2000 мм) при повышенной температуре отверждения модифицированного связующего.The composite sheets were formed by the autoclave method (Scholz autoclave with a working space of ⌀800 × 2000 mm) at an increased curing temperature of the modified binder.

Микроструктуру и регламентированные соотношения листов (1) и слоев стеклопластика (2), структура и объемное содержание других компонентов в слоистых листах из полученных высокопрочных градиентных композиционных материалов оценивали на шлифах, вырезанных из разных зон, методами количественного микроструктурного анализа в оптических микроскопах.The microstructure and the regulated ratios of sheets (1) and fiberglass layers (2), the structure and volumetric content of other components in laminated sheets from the obtained high-strength gradient composite materials were evaluated on thin sections cut from different zones using quantitative microstructural analysis in optical microscopes.

Таким образом, предложенный высокопрочный, высокомодульный, легкий, трещиностойкий слоистый композиционный материал расширяет возможности производства деталей, обеспечивает повышение ресурса, надежности, весовой эффективности, жесткости, температурного диапазона эксплуатации изделий и обладает функцией мониторинга напряженно-деформированного состояния, в том числе в процессе приложения нагрузки. Такой подход позволит в режиме реального времени получать более подробную информацию об испытываемых системой нагрузках, автоматически прогнозировать работоспособность отдельных ее частей и сигнализировать о необходимости их ремонта или замены, что позволит уменьшить затраты на диагностику, обслуживание и ремонт сложных технических систем. Материал рекомендуется для изготовления листов, плит, гнутых профилей.Thus, the proposed high-strength, high-modulus, lightweight, crack-resistant layered composite material extends the production capabilities of parts, provides increased resource, reliability, weight efficiency, stiffness, temperature range of operation of the products and has the function of monitoring the stress-strain state, including during load application . This approach will allow in real time to receive more detailed information about the loads experienced by the system, automatically predict the operability of its individual parts and signal the need for their repair or replacement, which will reduce the cost of diagnostics, maintenance and repair of complex technical systems. The material is recommended for the manufacture of sheets, plates, bent profiles.

Слоистый высокопрочный композиционный материал на основе листов (1) высокомодульного высокопрочного Al-Li сплава, предпочтительно пониженной плотности, слоев стеклопластика (2) и оптоволокон (3) с сенсорами на основе волоконных брэгговских решеток предназначен в качестве эффективного, практически реализуемого конструкционного материала для основных элементов планера самолета (обшивок, стрингеров, противопожарных перегородок фюзеляжа и крыла, панелей пола, соединительных лент и др.) и их ремонта (как стоппер трещин), а также для изделий наземного транспорта и других транспортных средств взамен конструкционных монолитных алюминиевых сплавов и слоистых материалов серии GLARE.A layered high-strength composite material based on sheets (1) of a high-modulus high-strength Al-Li alloy, preferably low density, fiberglass layers (2) and fiber optics (3) with sensors based on fiber Bragg gratings is intended as an effective, practically realized structural material for the main elements airplane glider (skins, stringers, firewalls of the fuselage and wing, floor panels, connecting tapes, etc.) and their repair (like crack stopper), as well as for products called many transport and other vehicles instead of structural monolithic aluminum alloys and laminates GLARE series.

Claims (4)

1. Слоистый алюмостеклопластик, содержащий по меньшей мере два листа из высокомодульного Al-Li сплава с уложенными между ними двумя слоями армированного стеклопластика на базе термореактивного клеевого связующего с наполнителем из однонаправленных стеклянных волокон, отличающийся тем, что между слоями армированного стеклопластика размещено оптическое волокно с брэгговскими решетками, уложенными вдоль армирующих волокон стеклопластика, при этом в одном из слоев армированного стеклопластика выполнен вырез трапециевидной формы, в котором изгибается оптическое волокно с брэгговскими решетками для его поворота, в качестве листа Al-Li сплава используют сплав с плотностью не более 2690 кг/см3 и модулем упругости при растяжении не менее 78 ГПа.1. Layered aluminum-glass fiber reinforced plastic containing at least two sheets of high-modulus Al-Li alloy with two layers of reinforced fiberglass laid between them on the basis of thermosetting adhesive binder with a filler of unidirectional glass fibers, characterized in that an optical fiber with Bragg layers is placed between the layers of reinforced fiberglass gratings laid along the reinforcing fiberglass fibers, while in one of the layers of reinforced fiberglass made a trapezoidal shape, in which An optical fiber with Bragg gratings is bent to rotate it, an alloy with a density of not more than 2690 kg / cm 3 and a tensile modulus of at least 78 GPa is used as an Al-Li alloy sheet. 2. Слоистый алюмостеклопластик по п. 1, отличающийся тем, что основа армирующего наполнителя выполнена из стеклянных волокон диаметром ⌀ 5-20 мкм, плотностью 2500-2580 кг/м3, с пределом прочности 4000-5000 МПа, модулем упругости при растяжении 85-100 ГПа.2. Layered aluminum-glass plastic according to claim 1, characterized in that the base of the reinforcing filler is made of glass fibers with a diameter of ⌀ 5-20 μm, a density of 2500-2580 kg / m 3 , with a tensile strength of 4000-5000 MPa, a tensile modulus of 85- 100 GPa. 3. Слоистый алюмостеклопластик по п. 1, отличающийся тем, что содержит термореактивное клеевое связующее на основе смеси эпоксидных смол, модифицированное термопластичным материалом с повышенной температурой отверждения 170-180°С.3. Layered aluminum-glass plastic according to claim 1, characterized in that it contains a thermosetting adhesive binder based on a mixture of epoxy resins, modified with a thermoplastic material with an increased curing temperature of 170-180 ° C. 4. Изделие из слоистого алюмостеклопластика, отличающееся тем, что оно выполнено из слоистого алюмостеклопластика по пп. 1-3. 4. The product is made of laminated aluminum-glass plastic, characterized in that it is made of laminated aluminum-glass plastic according to paragraphs. 1-3.
RU2015122260/05A 2015-06-10 2015-06-10 Laminar alumino-fibre glass and article made therefrom RU2600765C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015122260/05A RU2600765C1 (en) 2015-06-10 2015-06-10 Laminar alumino-fibre glass and article made therefrom

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015122260/05A RU2600765C1 (en) 2015-06-10 2015-06-10 Laminar alumino-fibre glass and article made therefrom

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2600765C1 true RU2600765C1 (en) 2016-10-27

Family

ID=57216443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015122260/05A RU2600765C1 (en) 2015-06-10 2015-06-10 Laminar alumino-fibre glass and article made therefrom

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2600765C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2185964C1 (en) * 2001-01-19 2002-07-27 Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" Composite laminated material and article made of it
RU2270098C1 (en) * 2004-07-14 2006-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Laminated composite material and article made from this material
EP2763849B1 (en) * 2011-10-31 2015-06-17 GTM-Advanced Structures B.V. Improved fiber-metal laminate

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2185964C1 (en) * 2001-01-19 2002-07-27 Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" Composite laminated material and article made of it
RU2270098C1 (en) * 2004-07-14 2006-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Laminated composite material and article made from this material
EP2763849B1 (en) * 2011-10-31 2015-06-17 GTM-Advanced Structures B.V. Improved fiber-metal laminate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2440246C2 (en) Laminar material from metal sheets and polymer
Vermeeren An historic overview of the development of fibre metal laminates
US6736919B1 (en) Method for making a laminate and laminate obtainable by said method
EP0322947B1 (en) Composite laminate of metal sheets and continuous filaments-reinforced synthetic layers
JP6119044B2 (en) Composite beam chord material between reinforcing plates and associated manufacturing method
EP0783960B1 (en) Titanium-polymer hybrid laminates
EP3293104B1 (en) Open-channel stiffener
RU2565215C1 (en) Gradient metal glass-fibre plastic and product made from it
EP2570258A1 (en) Boundary layer made of thermoplastic elastomer in fibre-metal laminates
WO2010043516A4 (en) Structural element for reinforcing a fuselage of an aircraft
US20220258432A1 (en) Methods of fabrication of composite repair parts and related kits
RU2185964C1 (en) Composite laminated material and article made of it
RU2600765C1 (en) Laminar alumino-fibre glass and article made therefrom
EP1767343A4 (en) Laminated composite material and a product made thereof
Kadioglu et al. Effects of different fiber orientations on the shear strength performance of composite adhesive joints
RU2676637C1 (en) Fire-resistant layered metal glass plastic and a product made from it
RU2641744C1 (en) Layer hybrid composite material and the product made of it
RU2570469C1 (en) Method for glass laminate aluminium reinforced epoxy junction
US10894389B2 (en) Laminate of mutually bonded adhesive layers and spliced metal sheets
NL1029854C2 (en) Method for manufacturing a reinforced molded part.
US20160375668A1 (en) Method of forming a composite structure
NL2017849B1 (en) Laminate of mutually bonded adhesive layers and spliced metal sheets
Shankar Fiber metal laminates—matching the best in composites and metals
Alderliesten et al. Patents and Intellectual Property
Kok Response 3 Fibre metal laminates: An evolution based on technological pedigree