Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 11

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
Adhesive joints are becoming increasingly popular in the construction of aircraft and other means of transport. Today, bonding is mainly used in the construction of helicopter fuselages, wings or lifting rotors. The increased popularity of bonding is forcing designers to seek new and improve research methods as well as enhancing the existing test methods which specify the static, fatigue or impact strength of joints. A variety of tests are used to determine the strength of structures, although new ones are constantly being sought so as to be applied more quickly and without specialised equipment. Current testing standards are also being modified in order to speed up and simplify the testing process, resulting in safer structures that use adhesive joints. The aim of the research presented in this paper was to test whether there is a relationship between the mechanical properties of adhesive materials and the impact strength of adhesive block joints with a cylindrical top element. Construction steel S235JR, commercially marked wear-resistant steel Raex 400 and 2017A aluminium alloy were used for the manufacture of the samples. From each material, 10 samples were prepared with upper elements of different diameters, namely: 17.8 mm, 12.6 mm and 8.9 mm. A pendulum hammer was used to determine the strength of the adhesive joint against dynamic load application. For the sake of the research, the authors used a modified PN-EN ISO 9653 with a mounted hammer equal to the maximum energy of 15 J. Lower failure energy was characteristic of samples made from material with a lower value of Young's modulus (aluminum alloy) and from steel with a lower yield strength. The joint failure energy grew with increasing the joint area, which was approximately parabolic.
PL
Połączenia klejowe są coraz bardziej popularne w konstrukcji statków powietrznych oraz innych środków transportu. Dziś klejenie stosuje się głównie przy budowie kadłubów, skrzydeł lub wirników nośnych śmigłowców. Zwiększenie popularności klejenia zmusza konstruktorów do poszukiwania nowych oraz udoskonalania istniejących metod badawczych określających wytrzymałość połączeń statyczną, zmęczeniową czy udarową. Stosuje się różnorodne badania by określić wytrzymałość konstrukcji, lecz wciąż poszukiwane są nowe, które można stosować szybciej oraz bez specjalistycznego wyposażenia. Także obecne normy badawcze są modyfikowane by przyśpieszyć oraz uprościć proces badawczy co skutkuje zwiększeniem bezpieczeństwa konstrukcji w których wykorzystano połączenia klejowe. Celem przedstawionych w artykule badań było sprawdzenie czy istnieje zależność pomiędzy właściwościami mechanicznymi materiałów klejonych i wytrzymałością udarową połączeń klejowych blokowych z górnym elementem o kształcie cylindrycznym. Do wykonania próbek wykorzystano stal konstrukcyjną S235JR, stal trudnościeralną o oznaczeniu handlowym Raex 400, oraz stop aluminium 2017A. Z każdego materiału przygotowano po 10 próbek z górnymi elementami o różnej średnicy, mianowicie: 17,8 mm, 12,6 mm oraz 8,9 mm. W celu określenia wytrzymałości połączenia klejowego na dynamiczne przyłożenie obciążenia wykorzystano młot wahadłowy. Do badania wykorzystano zmodyfikowaną normę PN-EN ISO 9653 z zamontowanym młotem o maksymalnej energii wynoszącej 15 J. Niższa energia niszczenia cechowała próbki wykonane z materiału o mniejszej wartości modułu Younga (stopu aluminium) oraz ze stali o mniejszej granicy plastyczności. Energia niszczenia połączeń rosła wraz ze wzrostem powierzchni spoin - w przybliżeniu parabolicznie.
EN
For repairing punctures of skin of semi-monocoque structures under field conditions, simple methods are sought to guarantee the reliability of the repaired structure. Therefore, adhesive joints and composite materials are being increasingly used in repairs. During repairs using adhesion, an important aspect that affects the quality of the joint is the selection of the adhesive and the quality of surface preparation of the parts to be joined. This is necessary to get the right bond strength and durability of the joint in working environments characterized by extreme temperatures and exposure to chemicals and moisture. The purpose of the study was to select an adhesive with good strength properties for bonding AW2024T3 aluminum sheets to carbon and glass composites, and to analyze the effect of metal surface preparation on the strength of adhesive joints (grinding, sandblasting and chemical surface preparation). The tests were carried out on overlap (metal-composite) specimens. For selected adhesives, strength tests were also carried out on specimens replicating the repaired damage with a diameter of 20 mm of metal skin repaired by different methods, including composite patches and adhesive joints. The specimens were loaded in tension and loss of stability. The tests made it possible to determine the requirements for composite patches used for repairing upper and lower airframe wing skins.
PL
Do napraw przebić pokryć konstrukcji półskorupowych w warunkach polowych, poszukuje się prostych metod, które zagwarantują niezawodność naprawianej struktury. Dlatego coraz częściej w naprawach wykorzystuje się połączenia adhezyjne i materiały kompozytowe. Podczas napraw z zastosowaniem klejenia ważnym aspektem, który wpływa na jakość połączenia, jest dobór odpowiedniego kleju oraz jakość przygotowania powierzchni klejonych elementów. Jest to niezbędne do uzyskania odpowiedniej siły wiązania i trwałości połączenia w środowisku pracy, które cechują ekstremalne temperatury oraz narażenie na działanie chemikaliów i wilgoci. Celem badań był dobór kleju o dobrych właściwościach wytrzymałościowych do łączenia blach AW2024T3 z kompozytami węglowymi i szklanymi oraz analiza wpływu przygotowania powierzchni metalowych na wytrzymałość połączeń adhezyjnych (szlifowanie, piaskowanie i chemiczne przygotowanie powierzchni). Badania przeprowadzono na próbkach zakładkowych (metalowo-kompozytowych). Dla wybranych klejów wykonano również badania wytrzymałościowe próbek imitujących naprawione uszkodzenie o średnicy 20 mm pokrycia metalowego naprawianego różnymi metodami, w tym z zastosowaniem łat kompozytowych i połączeń adhezyjnych. Próbki obciążano na rozciąganie i utratę stateczności. Przeprowadzone badania pozwoliły określić wymagania dotyczące łat kompozytowych stosowanych do napraw górnych i dolnych pokryć skrzydeł płatowców.
EN
The aim of the research was to determine the basic strength properties of orthotropic composites in terms of their use in the repair of aircraft airframes. The objects of the tests were three types of composites reinforced with carbon fibers: producedusing the wet method with a thickness of 2.5 mm, commercial with a thickness of 2 mm and commercial with a thickness of 7.3 mm. Specimens cut out from the first two types of materials were subjected to a static tensile test with a force applied in the direction of the fibers and at an angle of 45°, whichenabled the determination of tensile strength and modulus of elasticity. Specimens made of 7.3 mm thick composite were subjected to four-point bending and tensile tests to determine Young's modulus, compression and impact strength, also taking into account two directions of load application. The values of stresses and Young's modulus determined in this way indicate much lower strength and stiffness of orthotropic composites apart from the reinforcement fibers’ directions, which is the basis for replacing them with quasi-isotropic composites in repairs of aircraft airframes.
PL
Celem badań było wyznaczenie podstawowych właściwości wytrzymałościowych kompozytów ortotropowych w aspekcie wykorzystania ich w naprawach płatowców statków powietrznych. Obiektami badań były trzy rodzaje kompozytów zbrojonych włóknami węglowymi: wytworzony metodą na mokro o grubości 2,5 mm, komercyjny o grubości 2 mm oraz komercyjny o grubości 7,3 mm. Próbki wycięte z dwóch pierwszych rodzajów materiałów poddano statycznej próbie rozciągania siłą przyłożoną w kierunku ułożenia włókien oraz pod kątem 45°, co umożliwiło wyznaczenie wytrzymałości na rozciąganie oraz modułów sprężystości podłużnej. Próbki wykonane z kompozytu o grubości 7,3 mm poddano czteropunktowemu zginaniu oraz próbom rozciągania w celu określenia modułu Younga, ściskania oraz wytrzymałości udarnościowej także z uwzględnieniem dwóch kierunków przyłożenia obciążenia. Wyznaczone w ten sposób wartości naprężeń oraz modułów Younga wskazują na znacznie mniejszą wytrzymałość i sztywność kompozytów ortotropowych poza kierunkami ułożenia włókien zbrojenia, co stanowi podstawę do zastąpienia ich kompozytami quasi-izotropowymi w naprawach płatowców statków powietrznych.
EN
The aim of the article was to determine the influence of shot peening of the outer surface of the overlap on the stress state in the adhesive layer and the load capacity of single lap adhesive joints made of EN AW-2024-T3 aluminum alloy. Experimental investigations and numerical simulations were carried out. According to the results of experimental analyses, shot peening with balls with a diameter of 1 mm for 120 s with a compressed air pressure of 0.5 MPa increased the load capacity of the adhesive joints by 33%. Numerical simulations have shown that shot peening, by deforming the joined elements, reduces the stress perpendicular to the surface of the adhesive layer which results in a reduction of equivalent (von Misses) stress and an increase in strength of adhesive joints.
PL
Celem artykułu było określenie wpływu pneumokulkowania zewnętrznej powierzchni zakładki na stan naprężeń w spoinie klejowej oraz nośność połączeń klejowych jednozakładkowych wykonanych ze stopu aluminium EN AW-2024-T3. W ramach badań przeprowadzono doświadczenia eksperymentalne i obliczenia numeryczne. Zgodnie z wynikami doświadczeń eksperymentalnych, pneumokulkowanie połączeń klejowych kulkami o średnicy 1 mm w czasie 120 s z ciśnieniem sprężonego powietrza wynoszącym 0,5 MPa przyczyniło się do wzrostu nośności połączeń klejowych o 33%. Obliczenia numeryczne wykazały, że pneumokulkowanie, poprzez odkształcenie klejonych elementów, zmniejsza naprężenia prostopadłe do powierzchni spoiny klejowej, co skutkuje zmniejszeniem jej wytężenia (naprężenień zredukowanych) i wzrostem wytrzymałości połączeń klejowych.
5
Content available Impact strength of hybrid joints
EN
Hybrid adhesive-mechanical joints compared to only adhesive or only mechanical joints are characterized by many advantages: greater stiffness, greater static strength, greater fatigue life, higher reliability, corrosion resistance. For these reasons, they are eagerly used in aviation structures. The aim of the research was to check the influence of hybridization on the impact toughness of connections. The static strength and the energy of dynamic destruction of lap joints loaded in shear by stretching or bending were compared: adhesive, riveted and hybrid joints. The tested hybrid joints were characterized by higher strength and dynamic destruction energy compared to adhesively bonded or riveted samples. The research also shows that the energy of dynamic failure increases if the failure of the joint is not complete and causes the connected elements to rotate around one rivet.
PL
Połączenia hybrydowe klejowo-mechaniczne w porównaniu do połączeń tylko adhezyjnych czy tylko mechanicznych charakteryzuje wiele zalet: większa sztywność, większa wytrzymałość statyczna, większa trwałość zmęczeniowa, wyższa niezawodność, odporność na korozję. Z tych względów chętnie są stosowane w konstrukcjach lotniczych. Celem prowadzonych badań było sprawdzenie wpływu hybrydyzacji na udarność połączeń. Porównano wytrzymałość statyczną oraz energię niszczenia dynamicznego połączeń zakładkowych obciążonych na ścinanie poprzez rozciąganie lub zginanie: klejowych, nitowych i hybrydowych. Badane połączenia hybrydowe cechowała większa wytrzymałość i energia niszczenia dynamicznego w porównaniu z próbkami klejonymi lub nitowanymi. Z badań wynika również, że energia niszczenia dynamicznego wzrasta, jeśli zniszczenie połączenia nie jest całkowite i powoduje obrót łączonych elementów wokół jednego nitu.
EN
The technology of repairing the composite coverings of the MiG-29 airframe provides for the possibility of repairing with the use of metal battens, connected with the composite cover by riveting, with the use of metal washers protecting the composite against damage during rivet upsetting. Tests were carried out to check the possibility of replacing the composite covering repairs with solid rivets with blind rivets, which would eliminate the necessity for the troublesome disassembly and assembly of the damaged covering. The conducted research shows that the threaded blind titanium rivets meet the requirements to be substitutes for solid rivets. The performed numerical calculations show that in riveted joints, an important role in the load transfer is played by the friction forces between the joined elements, and the value of these forces depends on the pressure of the head and the tab. Titanium blind threaded rivets provide higher pressure than cold-headed ones.
PL
W artykule przeprowadzono analizę możliwości zastąpienia nitów zwykłych wykonanych ze stopów aluminium nitami jednostronnymi wykonanymi z tytanu w naprawach kompozytowego pokrycia samolotu MiG-29. Kompozyty ortotropowe charakteryzują się różnymi właściwościami mechanicznymi w zależności od kierunku ułożenia zbrojenia. Wytrzymałość kompozytów oraz połączenia mechaniczne części kompozytowych są również związane z kierunkiem ułożenia zbrojenia. Z przeprowadzonych badań wynika, że testowane nity jednostronne są w stanie przenieść większe obciążenia ścinające w porównaniu do standardowych nitów 3560A-4 wykonanych ze stopu aluminium D18P (PA24), co skutkuje większą wytrzymałością połączeń wykonanych tymi nitami. Zastosowanie nitów jednostronnych powinno uprościć naprawę pokryć kompozytowych poprzez wyeliminowanie pracochłonnego demontażu naprawianego pokrycia. Na podstawie wyników obliczeń numerycznych można stwierdzić, że wrażliwość badanego kompozytu na działanie karbu w postaci otworu nie jest duża i zależy również od kierunku ułożenia zbrojenia.
EN
Using original cold-formed rivets in repairs of airframes of helicopters is difficult due to no access to inside parts of the airframe. Thus, the main aim of the study was to investigate the possibility to use the blind rivets or hybrid joints by verification the fatigue performance of such joints that must be better than with original rivets. Riveted and hybrid joints have been experimentally tested under static and fatigue loads. Furthermore, numerical calculations of stress distribution for strapped joint have been conducted. The test results covered fatigue life of lap joints and models of repaired airframe sheets using ordinary mushroom head rivets ref. 3558A-4-10, titanium driven blind bolts with pin, ref. MBF2110AB-05-150 and modified hybrid joints. Using titanium driven blind bolts with pin instead of ordinary hammer-bucked rivets, can improve the fatigue life of element made of aluminum alloy AW 2024T3. There are advantages of replacing riveted joints with modified hybrid (rivet & adhesive) joints in threefold increase in fatigue life of repaired airframe structures.
8
Content available remote Selection of joints for testing a fatigue life of aviation rivets
EN
During the operation of aircraft, rivets sometimes loosen, what requires their replacement. The use of original rivets in repairs is troublesome and sometimes impossible due to the lack of access to the interior of the airframe structure. In this case, blind rivets should be used, provided that they have greater or equivalent strength to the original rivets. The aim of the study was to compare the statistical strength and fatigue life of the rivets that are usually used in the construction of the Mi-24 airframe and blind rivets that can be their substitutes. The object of the study included one-sided rivets: titanium core threaded MBF2110AB-05-15 with round head (4.2 mm diameter) and one-side Huck rivet with an extruded core (diameter 4.8 mm). The properties of these rivets were compared with those of ordinary 3558A-4-10 mushroom rivets manufactured from the W65 alloy used in the construction and repair of Mi24 helicopters. Comparative tests of rivet shear strength, head and end pull-off strength and fatigue life were carried out. An important problem turned out to be the selection of such a sample for fatigue tests, so that rivets and not the plates connected with them were destroyed by fatigue. These requirements were met by single strap samples in which C profile was strap.
PL
W trakcie eksploatacji statków powietrznych dochodzi czasami do obluzowania nitów, co wymaga ich wymiany. Stosowanie w naprawach oryginalnych nitów jest kłopotliwe, a czasami niemożliwe ze względu na brak dostępu do wnętrza struktury płatowca. W tym wypadku należy zastosowań nity jednostronne pod warunkiem, że będą one miały większą lub równoważną wytrzymałość z nitami oryginalnymi. Celem prowadzonych badań było porównanie wytrzymałości statycznej i trwałości zmęczeniowej nitów zwykłych stosowanych w budowie płatowca Mi-24 oraz nitów jednostronnych mogących być ich zamiennikami. Obiektem badań były nity jednostronne: tytanowe, rdzeniowe nawlekane MBF2110AB-05-15 z łbem okrągłym (średnic 4,2 mm) jednostronne Hucka z rdzeniem wyciąganym (średnica 4,8 mm). Właściwości tych nitów porównywano z właściwościami nitów zwykłych grzybkowych 3558A-4-10 wytwarzanych ze stopu W65, stosowanych w budowie i naprawach śmigłowców Mi24. Przeprowadzono badania porównawcze wytrzymałości nitów na ścinanie, wytrzymałości na odrywanie łbów i zakuwek oraz trwałości zmęczeniowej. Istotnym problemem okazał się dobór takiej próbki do badań zmęczeniowych, aby zniszczeniu zmęczeniowemu ulegały nity, a nie łączone nimi blachy. Wymagania te spełniły próbki jednonakładkowe, w których nakładką był ceownik.
9
Content available remote Preliminary examinations of impact strength of adhesive lap joints
EN
he research into the impact strength of adhesive joints has been carried out since the 1980s, however, so far no universal method has been developed so as to ensure obtaining useful results. The article presents the authors’ own methodology of investigating the impact strength of adhesive joints, developed in Polish military universities. The methodology utilizes adhesive lap joint samples as an object of research. The device for conducting the experimental research was a pendulum hammer of the maximum energy equal to 25 J. The tests were conducted on samples, whose elements were made of an aluminium alloy, joined by means of two construction adhesives with significantly different properties (Young's modulus). The test samples were modelled on the samples exploited in the testing of static adhesive joints. As a result of the preliminary investigations, it was found that the proposed methodology can be used to determine the impact strength of adhesive connections. In addition, it was found that there is a clear relationship between adhesive connections and the stiffness of glue which makes the connection.
PL
Badania udarności połączeń klejowych są prowadzone od lat 80-tych XX w., jednak dotychczas nie opracowano uniwersalnej metody zapewniającej uzyskiwanie użytecznych wyników. W artykule zaprezentowano autorską, opracowaną w polskich uczelniach wojskowych metodykę udarnościowych badań połączeń klejowych wykorzystującą jako obiekt badań próbki zakładkowe. Jako urządzenie do prowadzenia badań eksperymentalnych zastosowano młot wahadłowy o maksymalnej energii 25 J. Badania realizowano na próbkach, w których elementy wykonane ze stopu aluminium łączono dwoma klejami konstrukcyjnymi o znacznie różniących się właściwościach (module Younga). Próbki do badań wzorowano na próbkach stosowanych w badaniach właściwości statycznych połączeń klejowych. W wyniku przeprowadzonych badań wstępnych stwierdzono, że zaproponowana metodyka może być stosowana do wyznaczania udarności połączeń klejowych. Dodatkowo, potwierdzono wyraźną zależność udarności połączeń klejowych od sztywności kleju tworzącego połączenie.
10
Content available remote Analysis of von Mises hypothesis usefulness for adhesive layer effort estimate
EN
In the adhesive layer, uneven stress distribution and their complex state usually occur. Development of methodology for the analysis of adhesive layer was an aim of the experimental studies and numerical calculations. Specimens with adhesive layers which were similar to each other in terms of even distribution of stresses, were used in trials. This condition was met by using cylindrical oblique specimens consisting of two elements, obtained by cutting symmetrically at an angle of 45° a cylinder with a diameter of 12 mm and a height of 20 mm and bonding them adhesively on the cutting surfaces. The result of the experiment showed a greater than 2.26 to 2.92 strength of compressed specimens compared to stretched ones. It allows to conclude that the Mises hypothesis cannot be directly used for analysis of the state of stresses in adhesive joints. Numerical calculations were performed. For those, the model of the specimens was put under tension and compression with mean values of forces determined experimentally for specimens bonded with Epidian 57 adhesive. Conclusions were allowed to be formulate by conducted trials and calculations. Structural adhesives exhibit higher compressive strength rather than tensile strength. Consequently they exhibit indirect properties between metallic elastic plastics and brittle ceramic bodies. The criterion for destroying an adhesive bond loaded temporarily may be that the von Mises stress exceeds the absolute value of the tensile strength of the adhesive or compression. However it should be taken into account that those strengths have different values.
PL
W spoinach połączeń klejowych występuje zazwyczaj nierównomierny rozkład naprężeń i ich złożony stan. Celem prowadzonych badań eksperymentalnych i obliczeń numerycznych było opracowanie metodyki analizy wytężenia spoin klejowych. W badaniach zastosowano takie próbki, w spoinach których występuje zbliżony do równomiernego rozkład naprężeń. Warunek ten spełniają próbki cylindryczne skośne składające się z dwóch elementów uzyskanych przez przecięcie walca o średnicy 12 mm i wysokości 20 mm, symetrycznie pod kątem 45° i sklejenie ich na powierzchniach cięcia. Przeprowadzony eksperyment wykazał większą od 2,26 do 2,92 wytrzymałość próbek ściskanych w porównaniu do rozciąganych, co pozwala stwierdzić, że hipoteza Misesa nie może być stosowana bezpośrednio do analizy stanu wytężenia spoin klejowych. Przeprowadzono obliczenia numeryczne, w których model próbki obciążono na rozciąganie i ściskanie średnimi wartościami sił wyznaczonych eksperymentalnie dla próbek łączonych klejem Epidian 57. Przeprowadzone badania i obliczenia pozwoliły sformułować wnioski. Kleje konstrukcyjne cechuje większa wytrzymałość na ściskanie niż na rozciąganie, a więc wykazują one właściwości pośrednie pomiędzy metalicznymi ciałami sprężysto-plastycznymi i ceramicznymi kruchymi. Kryterium zniszczenia spoiny klejowej obciążonej doraźnie może być przekroczenie przez naprężenia von Misesa bezwzględnej wartości wytrzymałości kleju na rozciąganie lub na ściskanie, ale należy uwzględniać, że te wytrzymałości mają różne wartości.
EN
An attempt to estimate the value of the deformation energy of a metal specimen and the research system during impact strength tests on pendulum hammers was made. In the experimental research it was found that the rectangular metal specimens of the same cross-sectional area exhibit different impact strength, depending on the direction of the load (bending stiffness) whereas the destruction work of such samples exposed to static bending is comparable. The article presents the results of the experimental research, completed with numerical calculations carried out to assess the value of the deformation energy during the impact tests. By performing numerical calculations, the authors estimated the deformation energies of specimens characterised by elastoplastic properties with reinforcement (bilinear) under destructive loads. The energy of the elastic deformation of the hammer arm was estimated analytically. On the basis of the research, it was found that in the impact strength test, a large part of the recorded energy is connected with the deformation of the test device, in particular, the pendulum which undergoes bending. Moreover, the recorded impact strength of the material is not proportional to its actual impact strength.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.