Pull-off test of adhesive joints based on polyester-glass laminate and aluminum alloy

• Autorzy: Rydzowski Piotr , Rośkowicz Marek , Stadnicka Dorota

Identyfikatory

DOI

10.15199/160.2019.4.1

Warianty tytułu

PL

Badanie wytrzymałości na odrywanie połączeń klejowych przygotowanych na bazie laminatu poliestrowo-szklanego i stopu aluminium

RU

Issledovanie pročnosti na otryv kleevyh soedinenij izgotovlennyh iz steklânno-polestrogo laminata i splava alûminego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Adhesive joints are widely used in various industries to join different materials. They always have to meet specific requirements for joint strength or durability. The article presents the results of research on the problem of joining elements made of aluminum alloy and polymer composite material present in the railway industry. The tested adhesive joints combine EN AW-5754 aluminum alloy (AlMg3) with a polyester-glass laminate. Three types of adhesives were used in the tests: epoxy, methacrylic and cyanoacrylate. Various methods of preparing the base surface and the bonded elements were used. The adhesive bonded surfaces were prepared using sandblasting and degreasing, grinding and degreasing as well as only degreasing. The research used a composite made with the use of two different technologies: contact molding and vacuum molding. Comparative tests were also carried out by making adhesive joints of two aluminum surfaces. The aim of the research was to propose a gluing technology to achieve min 15 MPa of the pull-off strength. The tests show that the required strength of the joint can be achieved only for an adhesive joint based on epoxy or methacrylic adhesive when preparing the surface of the base material by sanding and degreasing, grinding and degreasing, or even only degreasing.

PL

Połączenia klejowe są szeroko stosowane w różnych branżach przemysłowych do łączenia materiałów o odmiennych właściwościach mechanicznych i użytkowych. Zawsze muszą one spełniać określone wymagania w zakresie wytrzymałości czy też trwałości. W artykule zaprezentowano wyniki badań dotyczące problemu łączenia elementów wykonanych ze stopu aluminium i polimerowego materiału kompozytowego występującego w branży kolejowej. Badano połączenia adhezyjne występujące pomiędzy stopem aluminium EN AW-5754 (AlMg3) a laminatem poliestrowo-szklanym. W badaniach zastosowano trzy rodzaje klejów: epoksydowy, metakrylowy i cyjanoakrylowy. Zastosowano również różne sposoby przygotowania powierzchni do klejenia. Powierzchnie klejone przygotowano stosując piaskowanie i odtłuszczanie, szlifowanie i odtłuszczanie oraz odtłuszczanie. W badaniach zastosowano kompozyt wykonany dwoma różnymi technologiami: tzw. technologią na mokro (contact molding) oraz z wykorzystaniem worka próżniowego (vacuum molding). Przeprowadzono również badania porównawcze wykonując połączenia klejowe dwóch powierzchni aluminiowych. Celem badań było zaproponowanie technologii wykonania połączenia tak aby wytrzymałość doraźna połączeń na odrywanie była nie mniejsza niż 15 MPa. Z przeprowadzonych badań wynika, że przyjętą wytrzymałość połączenia można osiągnąć wykorzystując klej epoksydowy lub metakrylowy po przygotowaniu powierzchni materiału bazowego poprzez piaskowanie i odtłuszczanie, szlifowanie i odtłuszczanie lub odtłuszczanie.

Słowa kluczowe

EN

adhesive joints; polyester-glass laminate; aluminum alloy; pull-off strength

PL

połączenia adhezyjne; laminat poliestrowo-szklany; stop aluminium; wytrzymałość na odrywanie

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej ; Sieć Badawcza Łukasiewicz - Warszawski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Technologia i Automatyzacja Montażu
• Rocznik: 2019
• Tom: nr 4
• Strony: 5--12
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., fot. kolor., wykr.

Twórcy

autor

Rydzowski Piotr

• Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Rzeszow University of Technology, Poland

autor

Rośkowicz Marek

• Faculty of Mechatronics and Aviation, Military University of Technology, Poland

autor

Stadnicka Dorota

• Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Rzeszow University of Technology, Poland

Bibliografia

• [1] Adams R. D., Comyn J., Wake W. C. 1997. “Structural adhesive joints in engineering”. 2nd ed. London: Chapman & Hall.
• [2] Arenas J. M, Alía C., Narbón J. J., Ocaña R., González C. 2013. “Considerations for the industrial application of structural adhesive joints in the aluminium-composite material bonding”. Compos B 44: 417-23.
• [3] Banea M. D., da Silva L. F. M. 2009. “Adhesively bonded joints in composite materials: an overview”. Proc IME J Mater Des Appl 223:1-18.
• [4] Banea M. D. 2019. “Debonding on Demand of Adhesively Bonded Joints: A Critical Review”. Reviews of Adhesion and Adhesives 7(1): 33-50.
• [5] Brockmann W., Hennemann O.-D., Kollek H., Matz C. 1986. “Adhesion in bonded aluminium joints for aircraft construction”. International Journal of Adhesion and Adhesives 6(3): 115-143.
• [6] Budhe S., Banea M. D., de Barros S., da Silva L. F. M. 2017. “An updated review of adhesively bonded joints in composite materials”. Int J Adhes Adhes, 72: 30-42.
• [7] Gay D. 2015. “Composite Materials - Design and Applications”. CRC Press Taylor &Francis Group.
• [8] Haghani R., Al-Emrani M. 2012. “A new design model for adhesive joints used to bond FRP laminates to steel beams - Part A: Background and theory”. Construction and Building Materials 34: 486-493.
• [9] Jeevi G., Nayak S. K., Kader M. A. 2019. “Review on adhesive joints and their application in hybrid composite structures”. Journal of Adhesion Science and Technology 33(14): 1497-1520.
• [10] Mishnaevsky L. 2019. “Repair of wind turbine blades: Review of methods and related computational mechanics problems”. Renewable Energy 140: 828-839.
• [11] Parashar A., Mertiny P. 2012. “Adhesively bonded composite tubular joints: Review”. International Journal of Adhesion and Adhesives 38: 58-68.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).