W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych, których celem była ocena możliwości zastąpienia w połączeniach konstrukcji lotniczych nitów typu solid nitami jednostronnymi. Ponieważ nity jednostronne, w przeciwieństwie do nitów typu solid, składają się z wielu elementów, w ocenie jako kryterium porównawcze przyjęto nie tylko nośność połączeń, ale również odporność na zjawisko samoczynnego demontażu elementów nitów jednostronnych poddanych zmiennemu obciążeniu. W badaniach zmęczeniowych stwierdzono, że istnieje możliwość zastąpienia nitów typu solid nitami jednostronnymi, ale trwałość zmęczeniowa połączeń jednozakładowych połączeń zależy istotnie od miejsca zerwania trzpienia nita jednostronnego w procesie jego spęczania.
EN
The paper presents the results of experimental research, the aim of which was to assess the possibility of replacing rivets with solid one-sided rivets in connections of aircraft structures. Because one-sided rivets, in contrast to solid rivets, consist of many elements, the evaluation as a comparative criterion assumes not only the load capacity of connections, but also the resistance to the phenomenon of automatic dismantling of one-sided rivets subjected to a variable load. In fatigue tests, it was found that there is a possibility of replacing rivets with solid one-sided rivets, but the fatigue life of joints of one-sided joint connections depends significantly on the place of rupture of the one-sided blind pin in its heading process.
This paper presents a numerical strength analysis of a ducted axial fan blade. Ducted axial fans are a large group of fluid-flow machines. The analysis was designed to determine the causes of cyclic failures of a ventilation unit. The paper presents a reverse engineering approach to the mapping of the fan blade’s geometrical features. The geometrical features were mapped by triangulation from the scanning images produced by a 3D optical scanner. These were followed by simplifying assumptions on which the numerical calculations were based. The numerical calculations were carried out at the operating rotational speeds of the ducted axial fan’s rotor. The course of the numerical calculations is described, and their results are also presented herein. The results are represented on colour maps of stress distribution for selected structural elements of the fan blade. The stress distribution at a blade cross-section was compared to CT scans of the fractures of failed rotor blade airfoils. Final conclusions were developed which show that the design engineering process of fans should feature optimisation of the fan’s efficiency, including the strength and performance parameters, which should include the service life of the fan.
PL
W pracy przedstawiono numeryczną analizę wytrzymałościową łopaty osiowego wentylatora kanałowego. Wentylatory tego typu stanowią liczną grupę maszyn przepływowych. Wykonana analiza miała na celu określenie przyczyn powtarzających się cyklicznie awarii zespołu wentylacyjnego. Zaprezentowano sposób odwzorowania geometrii łopaty wentylatora poprzez zastosowanie metody inżynierii odwrotnej. Przy odwzorowywaniu geometrii wykorzystano skany otrzymane za pomocą skanera optycznego na zasadzie triangulacji. Następnie przedstawiono założenia upraszczające, na których oparte zostały obliczenia numeryczne. Obliczenia te przeprowadzono dla eksploatacyjnych prędkości obrotowych wirnika wentylatora. Z kolei opisano przebieg samych obliczeń numerycznych, a także przedstawiono uzyskane wyniki. Wyniki te zaprezentowano w postaci kolorowych map rozkładu naprężeń dla wybranych elementów konstrukcji łopaty. Rozkład naprężeń w przekroju poprzecznym łopaty porównano z tomograficznymi fotografiami przełomów zniszczonych piór łopat wirnika. Opracowano wnioski końcowe, z których wynika, że w procesie konstruowania wentylatorów powinna być wykonana optymalizacja nie tylko w obszarze jego sprawności, ale również w obszarze parametrów wytrzymałościowych i użytkowych, w tym między innymi trwałości eksploatacyjnej urządzenia.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy zaprezentowano rezultaty badań własnych, których celem była analiza porównawcza nośności uchwytów, wykorzystywanych jako węzły układu obciążającego płatowce statków powietrznych w próbach stoiskowych. Uchwyty wykonywane z tkanin są przyklejane do pokrycia płatowca w czasochłonnym i pracochłonnym procesie technologicznym. Zaproponowano zastąpienie stosowanego obecnie kleju rozpuszczalnikowego Butapren innym rodzajem kleju oraz jednocześnie uproszczenie i skrócenie procesu naklejania uchwytów. Z pozoru trywialne zadanie okazało się jednak problemem złożonym, ponieważ spoiny połączeń klejowych narażone są na najmniej pożądany przypadek ich obciążenia, tzn. oddzieranie oraz dostępne na rynku aplikacje klejowe cechuje znacznie dłuższy czas sieciowania od czasów deklarowanych przez producentów.
EN
The paper presents the results of their own research, whose aim was comparative analysis of the capacity of the handles used as nodes the loading system of aircraft airframes in the stand tests.Handles made of fabric are adhered to the airframe skin in a time consuming and laborious process. It proposed to replace the currently used solvent adhesive Butapren other type of adhesive and at the same time to simplify and shorten the process of attaching handles. A seemingly trivial task, however, turned out a complex problem, because an adhesive jointsare exposed to the least desirable case of load, ie. detaching and the commercially available adhesive application has a much longer cure time than the time declared by the manufacturers.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zbadano przydatność kilku klejów do łączenia ceramiki typu SiC i Al2O3 z tkaniną aramidową Mikroflex. Zaproponowano próbki do badania wytrzymałości połączeń klejowych tych materiałów na ścinanie i oddzieranie. Przeprowadzone badania wykazały gorsze właściwości adhezyjne ceramiki SiC. Jednak w badaniach wytrzymałościowych na oddzieranie stwierdzono kohezyjne zniszczenie spoin klejowych na powierzchni ceramiki SiC. Założono, że przyczyną takiego zniszczenia może być ukosowanie krawędzi płytek, wytworzonych z tego materiału. Potwierdziły to przeprowadzone obliczenia numeryczne. Wynika z tego, że charakter zniszczenia połączeń klejowych (adhezyjny lub kohezyjny) wynika nie tylko z właściwości adhezyjnych powierzchni łączonych materiałów i właściwości kleju, ale również zależy od kształtu i sposobu obciążenia połączenia klejowego, z których wynika rozkład naprężeń w spoinie klejowej.
EN
Examining the feasibility of a number of adhesives for bonding ceramic type SiC and Al2O3 with aramid fabric Mikroflex. Proposed sample for testing the strength of adhesive bonds these materials shear and peel strength. The study showed poorer adhesion properties of SiC ceramics. However, strength tests peel found cohesive destruction of the adhesive joints on the surface of SiC ceramics. It was assumed that the cause of such destruction can be scarfing tiles made from this material. This was confirmed by numerical calculations carried out. It follows that the failure mode of the bond (adhesive or cohesive) derives not only from the surface of the adhesive properties of the joined materials and adhesive properties, but also depends on the shape and method of loading of the glue joint, which shows the stress distribution in the adhesive joint.
W ramach niniejszej pracy przedstawiono przebieg ważniejszych etapów kształtowania się dyscypliny wiedzy związanej z eksploatacją samolotów, jako syntezę 100-letnich doświadczeń. Zaprezentowane zostało powiązanie eksploatacji technicznej statku powietrznego z innymi dyscyplinami wiedzy. Określony został zakres działania eksploatacji technicznej. Dokonano podziału oraz analizy metod obsługiwania technicznego. Sprecyzowane zostały, a następnie omówione definicje używane w teorii obsługi technicznej, w powiązaniu z konstrukcją samolotu oraz zadaniami wynikającymi dla konstruktora-wytwórcy. Omówiono kolejne wersje dokumentu MSG stanowiącego logistyczne procedury określania obsługi programowalnej cywilnych statków powietrznych.
EN
The paper presents the course of the most important stages of development of the discipline related to the maintenance of aircrafts, as a synthesis of the 100-year experience. It is presented linking of technical maintenance of the aircraft with other disciplines of knowledge. The scope of technical maintenance was defined. The division and analysis of the methods for the maintenance was made. There were defined and discussed definitions used in the theory of maintenance, in conjunction with the construction of the aircraft and the tasks arising for constructor-manufacturer. MSG subsequent versions of the document constituting the logistical procedures for determining the programmable handling of civil airplanes were discussed.
In the paper, the problems of adhesive layer effort was considered. The experimental tests of adhesives bonds were conducted in order to determine breaking loads. A technique a finite element mesh of adhesive layer subjected to shearing was proposed. Next the numerical calculations were conducted in order to determine distribution of stresses in adhesive layers at breaking loads. The components of stress tensor were used for the analytical calculations of reduced stresses according to seven hypotheses. It was found out that the maximal principal positive stresses hypothesis, the maximum principal strain hypothesis and the strain energy hypothesis make possible to estimate the adhesive layer effort with similar accuracy. Shape and the dimensions of the steel (S355J2G3) single lap specimen, the compression curves for Araldite AW 136H, the maximal principal stress values in the most loaded element of the adhesive layer depending on the elements' dimensions, modelling versions of the tree-layer adhesive layer's edges, distribution of the maximal principal stresses along edge section, comparison of the maximal principal stress distribution along adhesive layer's length, the stress-strain curve for Belzona 1111 adhesive and for Epidian57/Z1 adhesive, distribution of maximum principal stresses in adhesive layer of single lap bond subjected to shearing, are presented in the paper.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The article presents the issues related to the repair skin semi-monocoque structures. Presentation of loss-sented an analysis of the methods of repair using adhesive's materials.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The article presents the issues related to the repair skin semi-monocoque structures. Presentation of loss-sented an analysis of the methods of repair using adhesive's materials.
Celem badań było opracowanie sposobu modelowania spoin klejowych w obliczeniach MES oraz metodyki prowadzenia obliczeń numerycznych umożliwiającej uwzględnienie wytrzymałości kohezyjnej i adhezyjnej spoin klejowych oraz ich właściwości nieliniowych, w tym również lepkosprężystych. Przeprowadzono badania eksperymentalne wytrzymałości połączeń klejowych oraz eksperymentalnie wyznaczono właściwości mechaniczne wybranych tworzyw adhezyjnych. Wykonano badania numeryczne w celu optymalizacji modelu spoiny klejowej. Eksperymentalnie potwierdzono poprawność zaproponowanej metodyki obliczeń wytrzymałości połączeń klejowych. Wykazano, że spoiny klejowe obciążone na ścinanie można w obliczeniach MES modelować jedną warstwą elementów ze względu na to, że występujące na ich krawędziach niewielkie wypływki kleju (o wymiarach grubości spoiny) powodują wyrównanie naprężeń w spoinach wzdłuż ich grubości oraz że obliczenia MES wytrzymałości połączeń klejowych wymagają sprawdzenia zarówno wytężenia kohezyjnego, jak i wytężenia adhezyjnego spoiny.
EN
The aim was to work out a method of adhesive layer modelling in the FEM calculations of adhesive joints and the methodology of numerical calculations to keep count the cohesion and adhesion strength of adhesive joints and adhesive layer nonlinear properties, including viscoelasticity. The testing of adhesive joints strength were carried out and mechanical properties of selected gluing plastics (adhesive) were determined. The numerical calculations were carried out for adhesive model optimization. The suggested methodology correctness of adhesive joints calculations was experimentally verified. It was proved that the adhesive layers can be modelled by one layer of elements in the calculation of FEM on the ground that small glue "flashes" (having the thickness of an adhesive layer), occurring on the edges of adhesive layer, cause stresses compensation in adhesive layers along their thickness and that the FEM calculation of the adhesive joints strength require to verify both cohesion and adhesion effort of adhesive layer.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
An article present problems capability make use of anaerobic materials to secure stud connections. It present results of research carried with applicable of anaerobic material Loctite 275.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents problem of repairs with application of regenerating gluing. See efficacy methods of regenerating application regeneration gluing in adhesive bonded lap joints. Some results of experimental and numerical investigations has been presented. In the paper presents proposes a motion and guidance with applications of regenerating gluing.
The paper proposes a method for determination of mechanical properties of adhesive layers (necessary for numerical calculations) by means of samples from a glue cast subjected to compression as well as a method of taking adhesion into account in numerical calculations of adhesive bonds. Additionally, a method of numerical modelling of adhesive bonds subjected to shearing was proposed. It was proved that, due to the actual shape of the adhesive layer edge, it can be modelled by one layer of finite elements in numerical calculations.
PL
W pracy zaproponowano metodę wyznaczania właściwości mechanicznych spoin klejowych potrzebnych do obliczeń numerycznych za pomocą próbek odlewanych z kleju poddawanych ściskaniu oraz sposób uwzględniania adhezji w obliczeniach numerycznych połączeń klejowych. Ponadto zaproponowano sposób modelowania numerycznego spoin połączeń obciążonych na ścinanie i wykazano, że ze względu na rzeczywisty kształt ich krawędzi w obliczeniach numerycznych można modelować spoinę jedną warstwą elementów skończonych.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zaproponowano metodę eksperymentalnego wyznaczania wartości modułu Younga kleju. Przedstawiono również metodę wyznaczania krzywej naprężenie-odkształcenie kleju, niezbędnej do definiowania właściwości mechanicznych kleju podczas obliczeń numerycznych połączeń klejowych w zakresie nieliniowym.
EN
The work proposes a experimental method for determining Young's modulus of adhesive. The paper proposes a method for determining mechanical properties of adhesive layers (necessary for numerical calculations) by the means of samples from glue cast subjected to compression.
Przedstawiono metodę prognozowania wytrzymałości konstrukcyjnych połączeń klejowych obciążonych na ścinanie, wykorzystującą MES. Omówiono sposób określania właściwości mechanicznych materiałów połączenia klejowego, oraz zasadę tworzenia modeli numerycznych badanych połączeń klejowych. Potwierdzono przydatność zaproponowanej metody do zastosowania w obliczeniach inżynierskich.
EN
The paper presents a method, based on FEA, for calculation of strength of adhesive joints subjected to shearing. Additionally, a method determining mechanical properties of adhesive layers and a rule of numerical modelling of adhesive bonds was proposed.
W artykule zaproponowano metodę eksperymentalnego wyznaczania właściwości adhezyjnej spoin klejowych oraz ich uwzględniania w obliczeniach numerycznych MES. Przedstawiono wyniki przeprowadzonych badań eksperymentalnych oraz obliczeń numerycznych z wykorzystaniem programu NASTRAN for Windows, które potwierdzają przydatność zaproponowanej metody do prognozowania wytrzymałości połączeń klejowych.
EN
There are proposed method of experimental determination of adhesive-bonded joints properties ties and taking them into consideration in the MES calculations. There are presented results of experiments as well as numerical analysis in NASTRAN for Windows. Results confirmed suitability of proposed method for prediction of strength of adhesive-bonded joints.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Wykazano, że w modelach MES spoin klejowych polączeń obciążonych na ścinanie, należy uwzględnić wypływki kleju (o wymiarach grubości spoin), występujące na krawędziach spoin. Występowanie tych wypływek powoduje istotne zmniejszenie naprężeń w spoinach i ich wyrównanie wzdłuż grubości spoin. Pozwala to modelować spoiny takich połączeń jedną warstwą elementów.
EN
It has been found that in the MES models of the shear loaded glue joints the glue flashes (of joint thickness dimensions) appearing at the joint edges should be considered. Appearance of the flashes results in the remarkable decrease of stresses in the joints and theirs equalization along the joint thickness. It enables to model such the joints by asingle layer of elements.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Podjęto próbę eksperymentalnego sprawdzenia możliwości wyznaczania modułu sprężystości wzdłużnej klejów do metali za pomocą próbek wiosełkowych odlewanych z tych klejów. Przeprowadzony eksperyment potwierdził możliwość stosowania próbek.
EN
An attempt was undertaken to evaluate of possibility to determine of coefficient of direct elasticity of metal-bonding adhesives with the help of oar samples cast of this adhesives. Such possibility was verified by experiment.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW