Pengujian Aerospace
Industri aerospace mewakili teknologi utama yang sangat penting secara ekonomi dan strategis. Perkembangan penerbangan otonom dan tak berawak—Mobilitas Udara Tingkat Lanjut (AAM) dan Sistem Udara Tak Berawak (UAS)—saat ini sedang berjalan lancar di tengah kemajuan besar dalam sistem manajemen dan kendali penerbangan.. Di Era Antariksa Barusaat ini, perusahaan-perusahaan swasta berkolaborasi dengan organisasi-organisasi antariksa yang sudah mapan dan bersemangat berupaya mengembangkan sistem peluncuran roket mereka sendiri di seluruh dunia guna memenuhi meningkatnya permintaan akan layanan peluncuran luar angkasa. Dengan tujuan memimpin industri penerbangan menuju masa depan yang berkelanjutan, pengembangan sistem penggerak berbasis Bahan Bakar Penerbangan Berkelanjutan (SAF) dalam jangka menengah dan hidrogen dalam jangka panjang sedang dipercepat. Armada yang ada sedang dimodernisasi dan permintaan akan perawatan, perbaikan, dan overhaul (MRO) pesawat terus meningkat.
Dengan sistem pengujian untuk pengujian material pada suhu kriogenik -253 °C (20K) hingga sistem pengujian suhu tinggi hingga 2000 °C, kami membantu pelanggan kami mengembangkan material dan struktur ringan yang lebih efisien. Temukan keahlian kami, pengalaman jangka panjang dan pemahaman mendalam tentang aplikasi mekanik pengujian bahan logam, plastik yang diperkuat serat dan komposit sandwich, bahan keramik dan untuk pengujian pengencang yang digunakan dalam industri aerospace. Mesin pengujian material statis dan dinamis dari ZwickRoell digunakan oleh pelanggan dirgantara kami di seluruh dunia pada semua tingkat kesiapan teknologi (TRL), dan mendukung solusi pengujian terakreditasi NADCAP..
Logam Komposit Temperatur tinggi Suhu kriogenik Pengencang Pengujian kekerasan Projek pelanggan
Paduan alumunium banyak digunakan dalam struktur ruang angkasa karena karakteristik bobot spesifiknya yang menguntungkan, serta proses pembuatan dan metode perhitungannya yang mapan. Paduan titanium, kelas logam ringan lainnya, juga memiliki karakteristik berat spesifik yang sangat baik, ketahanan korosi yang jauh lebih tinggi jika dibandingkan dengan aluminium, dan karakteristik suhu tinggi yang sangat baik. Oleh karena itu, bahan ini terutama digunakan untuk komponen yang mengalami tekanan mekanis tinggi dan untuk komponen mesin. Dalam skala yang lebih kecil, paduan baja berkekuatan tinggi dapat ditemukan pada komponen struktural yang juga mengalami tegangan yang sama tingginya.
Kemajuan besar dalam proses manufaktur aditif untuk logam kini memungkinkan perancangan struktur ringan yang sangat kompleks yang sebelumnya tidak dapat direalisasikan menggunakan proses manufaktur konvensional. Bahan logam, terutama logam ringan dan paduannya, memainkan peran penting dalam desain dan manufaktur pesawat terbang dan sistem luar angkasa.
Standar pengujian penting untuk logam
Selain metode uji statis, uji fatik pada material logam memainkan peran penting dalam menentukan perilaku material logam yang digunakan dalam struktur ruang angkasa pada kondisi beban nyata. Dengan sistem pengujian kami, ZwickRoell mencakup semua standar logam. Selain solusi terstandar, kami menawarkan berbagai tingkat adaptasi khusus dan sistem pengujian otomatis untuk logam.
Plastik yang diperkuat serat dan komposit sandwich
Karena sifat mekanik spesifik beratnya yang luar biasa, plastik yang diperkuat serat dan komposit sandwich digunakan untuk struktur ringan yang digunakan dalam teknologi ruang angkasa. Laminasi yang terbuat dari plastik yang diperkuat serat karbon (CFRP), khususnya, mendukung konstruksi dan desain struktur ruang angkasa yang disederhanakan karena sifat lelahnya yang menguntungkan. Ketahanan terhadap korosi yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan bahan logam yang sudah mapan adalah alasan lain penggunaan plastik yang diperkuat serat dalam industri ini. Industri aerospace telah dan terus menjadi pionir dalam pengembangan berkelanjutan sistem material komposit, proses manufaktur dan metode uji mekanis untuk karakterisasi laminasi komposit dan komposit sandwich.
Selain berbagai pengujian statis dan dinamis pada suhu sekitar, pengujian komposit untuk struktur ruang angkasa juga sering dilakukan dalam rentang suhu tertentu dari -55 °C (-67 °F) hingga 121 °C (250 °F) . Saat ini, pengembangan konsep penggerak alternatif dan berkelanjutan, yang telah meningkat pesat dalam beberapa tahun terakhir, dan penyimpanan hidrogen cair pada suhu kriogenik, yang merupakan pilihan paling menguntungkan untuk pesawat yang lebih besar, menghasilkan uji statistik dan kelelahan pada suhu yang sangat rendah. suhu -253 °C (20K) semakin menjadi pusat perhatian.
Lebih lanjut mengenai pengujian komposit Lebih lanjut mengenai metode pengujian kriogenik
Standar pengujian komposit penting dalam industri dirgantara
| Metode uji | Standar | Standar pabrik Airbus/Boeing |
|---|---|---|
| Uji tarik komposit |
|
|
| Tes kompresi komposit |
|
|
| Pengujian Geser Dalam Bidang |
|
|
| Pengujian flexure komposit |
| |
| Kekuatan geser interlaminar ILSS |
| |
| Kompresi setelah Impact CAI |
|
|
| Respon bantalan dan kekuatan sendi |
|
|
| Laju pelepasan energi interlaminar |
|
|
Untuk menentukan perilaku suhu tinggi bahan logam yang digunakan pada pesawat terbang, sebagian besar uji tarik hingga 1.200 °C dilakukan dengan menggunakan mesin pengujian bahan statis yang dilengkapi dengan tungku suhu tinggi. Kombinasi mesin pengujian dengan suhu ruang standar Untuk menentukan keandalan dan daya tahan komponen bertekanan tinggi dalam kondisi ekstrem, logam bersuhu tinggi juga menjalani uji mulur dan kelelahan mulur untuk menentukan batas mulur dan karakteristik kekuatan mulur pada tingkat suhu yang berbeda. Hal ini membantu pelanggan kami memahami perilaku paduan suhu tinggi baru, memilih material yang tepat untuk aplikasi spesifik, dan menyediakan data yang sesuai untuk desain komponen yang terkena suhu tinggi.
Kapasitas beban mekanis komposit matriks keramik (CMC) juga dapat diuji pada suhu yang sangat tinggi hingga 2.000 °C. Kesesuaian CMC untuk aplikasi spesifik dievaluasi berdasarkan uji tarik, kompresi, geser, tekuk, mulur, dan kelelahan mulur. Untuk memastikan bahwa CMC diuji dalam kondisi pengoperasian nyata, pengujian dapat dilakukan dalam kondisi vakum dan gas inert kisaran suhu dari 650 °C hingga 2.000 °C.
Sistem pengujian suhu tinggi dari ZwickRoell juga mendukung pengukuran regangan non-kontak hingga suhu maksimum. Oleh karena itu, kegagalan dini pada spesimen sensitif yang disebabkan oleh lekukan dari sistem pengukuran kontak konvensional dapat dikesampingkan. Pengontrol suhu tinggi yang otomatis dan adaptif memastikan kontrol suhu presisi tinggi dan mencegah kesalahan operator. Penggunaan benda uji korban yang sering diperlukan untuk pengujian suhu tinggi tidak lagi diperlukan.
Lebih lanjut tentang pengujian suhu tinggi Lebih lanjut tentang sistem pengujian suhu tinggi Lebih lanjut tentang mesin pengujian mulur
Berbagai bahan bakar cair yang digunakan untuk sistem peluncuran luar angkasa harus didinginkan hingga suhu kriogenik. Pemilihannya bergantung pada persyaratan spesifik misi, kinerja yang diinginkan, dan kemungkinan teknologi, termasuk dalam produksi bahan bakar cair. Dengan pengalaman puluhan tahun dalam pengembangan sistem peluncuran luar angkasa untuk industri dirgantara, pengalaman juga telah dikumpulkan terkait perilaku berbagai material pada suhu kriogenik. Namun, pengetahuan ini tidak tersedia secara luas dan tidak ada untuk sistem material baru. Selain itu, roket yang dibuat sebelumnya dirancang untuk tujuan peluncuran tunggal, sementara beberapa sistem saat ini dirancang untuk beberapa peluncuran dan dapat digunakan kembali. Untuk konsep penggerak berkelanjutan dalam penerbangan di masa depan, tujuan jangka panjangnya adalah menggunakan hidrogen cair, yang kemudian harus disimpan di pesawat pada suhu -253 °C (20K).
Masa pakai pesawat komersial modern yang sangat panjang berarti bahwa, selain perilaku material statis pada suhu kriogenik, perilaku kelelahan material yang digunakan untuk membangun sistem di dalam pesawat kini semakin menjadi fokus. Oleh karena itu, temuan sebelumnya tentang perilaku material pada suhu kriogenik dari perjalanan ruang angkasa di masa lalu hanya dapat diterapkan pada perkembangan masa depan di bidang penerbangan hingga batas tertentu.
ZwickRoell menawarkan solusi pengujian statis dan dinamis untuk metode uji kriogenik digunakan dalam karakterisasi material material logam serta plastik yang tidak diperkuat dan diperkuat serat. Tergantung pada suhu kriogenik yang ingin dicapai, pilihan dibuat antara kriostat perendaman (77K) atau kriostat aliran kontinu (suhu sekitar hingga 15K).
Selain sifat mekanik bahan yang digunakan dalam struktur ruang angkasa, perilaku struktur sangat ditentukan oleh sifat berbagai sambungan paku dan keling yang digunakan. Untuk tujuan ini, kekuatan statis dan, khususnya kekuatan lelah pengencang mekanis yang diterapkan pada struktur ini, harus diuji menggunakan uji dinamis—terutama yang ditentukan dalam metode pengujian standar menurut ASTM F606 dan NASM 1312-8 dan NASM 1312-13.
ZwickRoell menawarkan solusi pengujian statis dan dinamis untuk kinerja jenis pengujian ini yang andal dan efisien.
Suku cadang dan komponen logam untuk aplikasi luar angkasa dan teknologi pertahanan memiliki tuntutan tertinggi dalam hal keandalan, masa pakai, dan integritas fungsional, terkadang dalam kondisi pengoperasian yang ekstrem. Dengan prinsip desain masa pakai aman yang digunakan dalam industri dirgantara, misalnya, kegagalan atau malfungsi komponen yang dirancang berdasarkan pedoman ini dapat dikesampingkan selama masa pakai yang diharapkan. Oleh karena itu, komponen logam harus melalui pemantauan proses yang ketat dan metode kontrol kualitas yang tepat. Pengujian hardness juga memainkan peran penting dalam situasi ini.
ZwickRoell menawarkan mesin uji hardness yang memenuhi semua metode pengujian kekerasan yang ditetapkan dan standar pengujian internasional.
Lebih lanjut tentang metode uji hardness lebih lanjut tentang metode mesin uji hardness
