The lighter an object is the easier it is to send into space. This principle is what drives the never ending hunt for lighter structures in the space industry. One way to reduce weight is to replace existing materials with lighter ones. Polymer matrix composites are such materials, as their density is lower than both steel and aluminium. The company RUAG Space produces a payload separating system that operates by clamping the payload using a clamp band to the rocket and releasing the payload by releasing the tension in the band. The current band is made in aluminium but RUAG seeks to build them using carbon fiber reinforced epoxy instead. Earlier projects have shown that carbon fiber fulfills the basic requirements, but has insufficient bearing strength to handle the loads at the bolted joints to the release mechanism. Research suggests that making the individual layers of carbon fiber thinner will increase the bearing strength and so in this project test specimen have been manufactured using thick and thin carbon fiber layers. These specimen were then subjected to bearing loads and the response was observed. The result showed that the ultimate bearing strength only increased a small amount with thin plies, but the onset of damage came at 47% higher stress levels compared to thick plies, suggesting a more brittle behavior. Since the onset of damage is the most important factor for RUAG the use of thin plies produced very positive results and could be a viable solution to increase the bearing strength in the clamp band. / Inom rymdindustrin är vikten på olika komponenter en väldigt viktig egenskap, i och med att det är lättare att skjuta upp en lätt produkt i rymden än en tung. På grund av detta finns det en konstantsträvan inom industrin att bygga lättare uppskjutningsriggar. Ett sätt att minska vikten är att använda lättare konstruktionsmaterial. Polymera fiberkompositer är sådana material, de har mekaniska egenskaper som är ungefär lika bra som hos metaller, men har lägre densitet. RUAG Space tillverkar ett klampförband som håller fast nyttolasten vid det sista raketsteget under en uppskjutning. Detta band är tillverkat i aluminium, men det finns intresse av att tillverka det i kolfiberförstärkt epoxy. Tidigare projekt har visat att kolfiberepoxy uppfyller de globala kraven på styrka och styvhet, men att hålkantsstyrkan är otillräcklig vid de skruvförband som finns i släppmekanismen. Forskning tyder på att hålkantsstyrkan kan ökas för kompositmaterial om de individuella lagren i laminatet görs tunnare. I det här projektet tillverkades laminat av tunna och tjocka kolfiberskikt. Av dessa laminat tillverkades provstavar som sedan blev utsatta för hålkantslast. Resultatet från dessa tester visade att provstavarna med tunna skikt kunde utsättas för 47% högre last än de med tjocka skikt innan skada började uppstå. Med detta resultat drogs slutsatsen att kolfiber med tunna skikt är en möjlig ersättare till aluminium i klampförbandet.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-239036 |
| Date | January 2018 |
| Creators | Larsson, Johan |
| Publisher | KTH, Lättkonstruktioner |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2018:009 |
Page generated in 0.0022 seconds