search query: @keyword PIK-20 sailplane / total: 1
results-list
reference: 1 / 1
« previous | next »
Author:Ruotsalainen, Jarno
Title:Lujitemuovirakenteisten purjelentokoneiden rakennekorjausten suunnittelu ja toteutus
Design and implementation of structural repair for sailplanes made of reinforced plastic
Publication type:Master's thesis
Publication year:2009
Pages:viii + 103 s. + liitt. 15      Language:   fin
Department/School:Sovelletun mekaniikan laitos
Main subject:Lentotekniikka   (Kul-34)
Supervisor:Saarela, Olli
Instructor:Aakkula, Jarkko
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions
close

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark TKK  5338   | Archive
Keywords:PIK-20 sailplane
damage repair
scarf joint
ripped stepped-lap joint
PIK-20 -purjelentokone
vauriokorjaus
suora viiste
revitty porrasviiste
Abstract (eng): Sailplanes made of reinforced plastic are easily impact damaged.
Structural damages are normally repaired with composite patches.
Repair plies are laminated on the repairable area with a wet lay-up technique.
The edges of the damages are beveled.
Typical structural damages are repaired according to the sailplane manufacturers' repair manuals.
General instructions have also been published to standardize and define the repair instructions.
The purpose of this master's thesis was to evaluate the functionality and usability of the practical repairs.
The aim of the research was to verify the used repair techniques and to determine the best repair methods.

The taper parameters of damage repair were studied with both theoretical and experimental methods in this research.
The studied beveling methods were sanded scarf joint and ripped stepped-lap joint.
The effect of surface roughness on the strength of the repair was also studied.
The reference laminate in this research was the fuselage laminate of the PIK-20 sailplane.
A literature survey on damage repairs was also made.
Attention was especially paid to similarities and differences of the repair manuals.

In the theoretical part the required length of the bevel was calculated by using different analysis methods.
The calculation results were validated with tensile tests.
According to the results of theoretical and experimental analyses, the instructions of repair manuals are inadequate.
In all cases, the ultimate strength of a repair was smaller than the strength of the original laminate.
The surface roughness was also noticed to have great effect on the ultimate strength of repairing.
It affects the adhesion between the adhesive and repairable laminate.

The failure of PIK-20 sailplane's fuselage, caused by both bending and torsion loads, and the possibility of repairing the fuselage were also studied experimentally.
The structure of the fuselage was modelled with a cylindrical specimen that was bent through the torsion bar.
The failure mode of the fuselage structure was discovered to be instability.
The damaged specimen was repaired by using repairing and beveling techniques which are used in practical repairs.
The result of the fuselage test was that the damage will not decrease the strength of the original structure even if the ultimate tensile strength of the repaired laminate is 50 percent of the ultimate tensile strength of the original structure laminate.
That is because the margin of safety to the fracture load is major.
Even if the ultimate fracture strength decreases about 50 percent, the failure mode of the repaired structure is still instability.
Abstract (fin): Purjelentokoneiden lujitemuoveista valmistetut rakenteet vaurioituvat helposti esimerkiksi iskukuormien seurauksena.
Rakennevauriot korjataan normaalisti paikkalaminoimalla.
Lujitekerrokset märkälaminoidaan korjattavalle alueelle, jossa vaurion reunat on viistetty.
Tyypilliset rakennevauriot korjataan purjelentokonevalmistajien korjausohjeiden mukaisesti.
Lisäksi on olemassa yleisohjeita, jotka on tarkoitettu tarkentamaan valmistajien ohjeita.
Tämän diplomityön tarkoituksena oli arvioida eri korjausmenetelmien toimivuutta ja käytettävyyttä käytännön korjauksissa.
Työn tavoitteena oli todentaa korjausohjeiden mukaisten korjausmenetelmien oikeellisuus sekä selvittää parhaiten käytännössä toimivat korjausmenetelmät.

Työssä tutkittiin sekä laskennallisesti että kokeellisesti vauriokorjauksen viistoutusparametrien vaikutusta korjauksen lujuuteen.
Viistemenetelmistä tarkasteltiin hiottua suoraa viistettä ja revittyä porrasviistettä.
Lisäksi kokeellisesti tutkittiin korjauksen muiden tekijöiden, kuten pinnankarheuden, vaikutusta.
Tutkimuksessa käytettiin referenssilaminaattina PIK-20 -purjelentokoneen rungon kuorilaminaattia.
Tutkimus aloitettiin tekemällä kirjallisuusselvitys lujitemuoveista ja niiden vauriokorjauksista.
Erityisesti huomiota kiinnitettiin korjausohjeiden yhteneväisyyksiin ja eroavaisuuksiin.

Laskennallisessa osuudessa määritettiin korjauksiin tarvittavat viistepituudet käyttämällä erilaisia analyysimenetelmiä.
Tulosten oikeellisuus varmistettiin vetokokeilla.
Sekä laskennallisesti että vetokokeista saatujen tulosten perusteella havaittiin useiden korjausohjeiden olevan optimistisia.
Monet ohjeiden mukaiset viistepituudet ovat riittämättömiä palauttamaan rakenteelle sen alkuperäisen lujuuden.
Vetokokeissa havaittiin myös pinnankarheudella olevan suuri merkitys liima-aineen ja liimattavan pinnan väliseen tartuntaan ja siten myös koko korjauksen lujuuteen.

Työssä tutkittiin laskennallisesti ja kokeellisesti myös PIK-20 -purjelentokoneen perärungon vaurioitumista yhdistetyn taivutus-vääntö -kuormituksen seurauksena sekä syntyneen vaurion korjausmahdollisuuksia.
Rungon rakennetta mallinnettiin lieriönmuotoisella koekappaleella, joka koestettiin taivuttamalla sitä vääntövarren kautta.
Runkorakenne petti lommahtamalla.
Vaurioituneen koekappaleen korjauksessa sovellettiin purjelentokoneiden käytännön korjauksissa käytettävää korjausmenetelmää.
Kokeiden perusteella havaittiin, ettei korjaus heikennä alkuperäistä rakennetta vaikka se palauttaisi laminaatin vetomurtolujuudesta vain 50 %.
Varmuusmarginaali murtolujuuteen on suuri, joten murtolujuuden pienentyessäkin kriittisenä pettämistapana säilyy epästabiliteetti.
Korjauksen seurauksena rakenteen todellinen kuormankantokyky kasvaa, koska korjauspaikka lisää laminaatin paksuutta ja sen seurauksena epästabiliteetin aiheuttava kriittinen kuormitus kasvaa.
ED:2010-02-01
INSSI record number: 38833
+ add basket
« previous | next »
INSSI