Analysis of stress and ultimate strength of modified single adhesive lap joints

• Autorzy: Zielecki K. , Witek L.

Warianty tytułu

PL

Analiza naprężeń oraz nośności granicznej zmodyfikowanych zakładkowych połączeń klejowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents results of numerical stress analysis of single adhesive lap joints. In this work an original solution, where chamfers are located near the centerline of adherends was considered. In first part of work, the ultimate strength of joints made of both the aluminum alloy and also the steel were obtained. These results showed that the shape of chamfer has a large influence on destructive force of joint. Moreover the Young modulus of connected materials has an impact on ultimate strength of adhesive joints. In next part of the work, the numerical computations were performed for models with different materials and different shape of chamfers. In results of finite element analysis calculations, the stress distributions in the joints were obtained. Introduction of proposed chamfers is positive because the stresses were reduced and in consequence a larger ultimate strength is observed. Results of both numerical and experimental analysis were finally discussed. Moreover the influence of different end shape of specimens on stress state of joint was also considered.

PL

Niniejsza praca przedstawia wyniki numeryczno-eksperymentalnej analizy naprężeń oraz nośności granicznej zakładkowych połączeń klejowych. W pracy analizowano nietypowy przypadek połączenia, którego elementy składowe posiadały fazę (skos) zlokalizowaną od strony spoiny klejowej. W pracy rozpatrywano połączenia próbek wykonywanych ze stopu aluminium oraz ze stali. W pierwszej części pracy określono na drodze doświadczalnej wartości siły niszczącej dla połączeń z różnym kształtem fazy. Rezultaty badań doświadczalnych wykazały, że wprowadzenie skosu na krawędziach blach (zlokalizowanego od strony spoiny klejowej) znacząco zwiększa nośność połączeń, w szczególności dla łączonych materiałów o niskim module Younga. Przeprowadzona analiza numeryczna wskazała, że dla połączeń z fazą obserwowana jest znaczna redukcja naprężeń zredukowanych oraz tnących w linii środkowej połączenia, co bezpośrednio przekłada się na zwiększenie nośności granicznej.

Słowa kluczowe

EN

adhesive joint; stress analysis; finite element method; ultimate strength; experimental investigations

PL

połączenie klejowe; analiza naprężeń; metoda elementów skończonych; nośność graniczna; badania doświadczalne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 4
• Strony: 7015--7021, CD2
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zielecki K.

• Sattlerstr. 13, 97421 Schweinfurt, Germany

autor

Witek L.

• Rzeszow University of Technology, Al. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów, Poland

Bibliografia

• 1. Abaqus 6.11 Analysis User’s Manual, Volume I, Dassault Systèmes, 2011.
• 2. Aviation maintenance technician handbook, U.S. Department of Transportation, 2008.
• 3. Brockmann Walter, Klebtechnik, Klebstoffe, Anwendungen und Verfahren Wiley-VCH, Weinheim 2005.
• 4. Habenicht G.: Kleben - Grundlagen, Technologien, Anwendungen, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2009.
• 5. Hysol Surface Preparation Guide, Loctite Corporation, 2850 Willow Pass Road, P.O. Box 312, Bay Point, CA 94565-0031, http://accms04.physik.rwth-aachen.de/~kirn/ams_doku/ats_acc /Surface_Prep_Guide.pdf.
• 6. Rasche M. andbuch lebtechnik, Carl anser Verlag mb Co , ct 4, 2012 .
• 7. Standard DIN EN ISO 527-1, https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:527:-1:ed-2:v1:en.
• 8. Witek. L. Numerical simulation of riveting process using blind rivet, Aviation, Vol. 10, No. 2, 2006, pp. 7-12.
• 9. Witek L. Numerical and experimental analysis of preliminary stress, limiting load capacity and fatigue life of blind riveted joints, Journal of Theoretical and Applied Mechanics, Vol. 43, nr 2, 2005, pp. 309-325.
• 10. Włodarczak M., Flisiak J.:Analysis of influence of glue characteristics on stress distribution in adhesive joint, Eksploatacja i Niezawodność, nr 2, 2005, pp. 72-77.
• 11. Zielecki W., Pawlus P., Perłowski R., Dzierwa A., Surface topography effect on strength of lap adhesive joints after mechanical pre-treatment, Arch. of Civil and Mech. Eng. 13, 2013, pp. 175–185.
• 12. Zielecki W., Kubit A., Wpływ proszkowych nanonapełniaczy ceramicznych na wytrzymałość statyczną połączeń klejowych, Technologia i Automatyzacja Montażu, Vol. 4, 2013, pp. 45-48.