Øget stabilitet af boltsamlinger til rumfartsapplikationer ved hjælp af et nyt værktøj
Teknologisk Institut har verificeret de spændingsniveauer, der påføres ved en boltsamling af to plader, og verificeret en god spændingsfordeling ved brug af et nyudviklet værktøj fra OHB.
Konventionel bolt og nøgle (venstre) og TFTT (højre)
Fordelen ved at bruge værktøjet er mindre belastning på bolten og dermed mindre risiko for deformation under eller efter en opsendelse, hvilket sikrer den bedst mulige dimensionsstabilitet.
Skitse af målte prøver
Minimering af spændinger under tilspænding
I en boltsamling påføres bolten en uhensigtsmæssig trækspændingsfordeling under tilspændingen. OHB har udviklet en ny metode – Torque Free Tension Tool (TFTT) – til samling af to plader. Denne metode minimerer trækspændingen ved at påføre bolten forspænding før og under samlingen.
Teknologisk Institut har målt spændingen i samlinger bestående af to sammenføjede aluminiumsplader og verificeret, at TFTT giver en langt bedre spændingsfordeling sammenlignet med den konventionelle samling med en momentnøgle.
Billedet til højre viser prøver monteret på instrumentet ved EnginX, ISIS.
Brug af ikke-destruktive målinger
Da den relevante spænding er mekanisk påført i en komplet samling, er der behov for en ikke-destruktiv måleteknik til at evaluere den. Målingerne blev derfor udført ved hjælp af neutrondiffraktion. Dette gjorde det muligt for os at kortlægge den påførte spænding i bolten, i forhold til en usamlet bolt, gennem de tykke aluminiumsplader.
Målingerne viser, at den konventionelle boltsamling har en skarp spændingsgradient fra skaftet til hovedet. TFTT-værktøjet giver en ensartet spændingsfordeling i skaftet og gennem hovedet. Ved at udjævne den høje spændingsgradient i skaftet minimeres risikoen for spændingsrelaterede svigt og deformationer.
Til venstre ses påførte spændinger i bolten langs dens aksiale retning ved den konventionelle samling med bolt og nøgle. Til højre ses ååførte spændinger i bolten langs dens aksiale retning ved TFTT-værktøjet
This work was funded by the EASI-STRESS project that has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No 953219.