Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Selection of materials for repairing punctures of metal skin of semi-monocoque structures using composite patches

Godzimirski Jan, Rośkowicz Marek, Barca Iga

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2023

|

nr 2

19--32

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.

2

Experimental study of the impact of chamfer and fillet in the frontal edge of adherends on the fatigue properties of adhesive joints subjected to peel

Kubit Andrzej, Zielecki Władysław, Kaščák Ľuboš, Szawara Paulina

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2023

|

nr 1

23--29

EN

The paper presents the influence of simple structural modifications of the adherend on the fatigue properties of adhesive joints subjected to peel. The considered modifications consisted in making a chamfer and fillet on the front edge of the adherend. The purpose of such modifications was to locally increase the thickness of the adhesive layer in the area of stress concentration. Fatigue strength tests were carried out using an electrodynamic shaker at the resonant frequency of the flexible adherend. On the basis of fatigue strength tests carried out at the limited number of cycles equal to 2×106, it was shown that a local increase in the thickness of the adhesive layer in the front part of the joint allows a significant increase in the joint's fatigue lifetime and fatigue strength. The greatest effect was shown for the variant with the fillet R2. In this case, an increase in fatigue strength of 33.1% compared to the base variant was demonstrated. For the fatigue stress level of 20.25 MPa, an increase in fatigue lifetime of 337.7% was also demonstrated. Based on the conducted research, it was shown that the reason for the improvement of the fatigue properties of the joints due to the local increase in the thickness of the adhesive layer is the phenomenon of energy absorption in the frontal area of the joint. Absorption of energy that inhibits the process of fatigue results from, among others, local flexibility of the joint, as well as nucleation of cracks in the locally increased volume of the adhesive.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań określających wpływ modyfikacji konstrukcyjnych elementu klejonego na właściwości zmęczeniowe połączeń klejowych poddanych oddzieraniu. Rozważane modyfikacje polegały na wykonaniu fazy oraz promienia na czołowej krawędzi elementu klejonego. Celem takich modyfikacji było miejscowe zwiększenie grubości warstwy kleju w obszarze koncentracji naprężeń. Badania wytrzymałości zmęczeniowej przeprowadzono za pomocą wzbudnika elektrodynamicznego przy częstotliwości rezonansowej klejonej płytki. Na podstawie badań wytrzymałości zmęczeniowej przeprowadzonych przy granicznej liczbie cykli równej 2×106 wykazano, że lokalny wzrost grubości warstwy kleju w czołowej części złącza pozwala na znaczny wzrost trwałości zmęczeniowej oraz wytrzymałości zmęczeniowej. Najkorzystniejszy efekt wykazano dla wariantu z promieniem R2. W tym przypadku wykazano wzrost wytrzymałości zmęczeniowej o 33,1% w stosunku do wariantu bazowego. Dla poziomu naprężenia zmęczeniowego 20,25 MPa wykazano również wzrost trwałości zmęczeniowej o 337,7%. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że przyczyną poprawy właściwości zmęczeniowych połączeń na skutek lokalnego zwiększenia grubości warstwy kleju jest zjawisko pochłaniania energii w obszarze czołowym złącza. Absorpcja energii hamująca proces zmęczenia wynika m.in. z miejscowego uelastycznienia złącza, jak również zarodkowania pęknięć w lokalnie zwiększonej objętości kleju.

3

Fracture Surface Topography Parameters for S235JR Steel Adhesive Joints After Fatigue Shear Testing

Kubit Andrzej, Macek Wojciech, Zielecki Władysław, Szwara Paulina, Kłonica Mariusz

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2023

|

Vol. 17, no 5

130--139

EN

This paper presents the experimental results of a study investigating the effect of holes and notches made on the overlap ends on the strength of adhesive joints. Single-lap joints made of S235JR steel sheets bonded with Araldite 2024-2 epoxy adhesive were tested. For comparative reasons, static shear strength tests and high-cycle fatigue strength tests were performed. Adhesive-filled joints having three holes, each with a diameter of 3 mm, and notches, each 3 mm wide and 4 mm long, were tested and compared with reference joints, i.e. without modification. The assumption was to determine whether the structural modifications would reduce the peak peel and shear stresses that are typical of this type of joints. Results of the static strength tests showed no significant effect of the applied modifications on the strength of the joints. However, in terms of fatigue strength, the results demonstrated a significant improvement in fatigue life, the value of which increased in the low-cycle fatigue region by 328.6% for the joint with notches and by 640.8% for the joint with holes. A smaller yet still positive effect of the applied modifications was shown for high-cycle fatigue. For a variable load with the maximum value of 9 MPa, the fatigue life increased by 215.9% for the variant with notches and by 183.3% for the variant with holes. Surface topography of fatigue fractures was examined by determining roughness parameters on the overlap ends in the samples. Significant differences were shown, with the selected roughness parameters being significantly lower for the reference variant than for the variants with notches and holes. It was shown that the applied structural modifications led to increasing the fatigue strength to 8.5 MPa for the limit number of cycles equal to 2×106, when compared to the reference variant for which the fatigue strength was 8 MPa.

4

Experimental research on the influence of structural modifications of adherends on the load-bearing capacity of lap joints of S235JR steel sheets

Zielecki Władysław, Łabno Katarzyna, Perłowski Ryszard, Bąk Łukasz, Katrňák Tomáš

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2023

|

Vol. 40, nr 1

5--13

EN

The paper presents the results of the research determining the impact of structural modifications of adherends on the load capacity of the joints determined in the static shear test. Tests of adhesive lap joints of S235JR steel sheets bonded with Araldite 2014-2 epoxy adhesive are described. The influence of technologically simple structural modifications was investigated; it consisted in making notches and holes at the leading edge of the adherends. These modifications were aimed at bringing about local flexibility of the joint in the sensitive area of stress concentration. Based on experimental studies, it was shown that there is a possibility of increasing the load-bearing capacity of the joint due to the applied modifications; in the most favorable variant, an increase in the load-bearing capacity by 15.9% compared to the base variant was demonstrated. The tests confirmed that the notches filled with the adhesive in the front part of the adherends can significantly improve the strength properties of joint, while the considered modifications in the form of holes do not have a significant impact on the properties of the adherends.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań określających wpływ modyfikacji konstrukcyjnych elementów klejonych na nośność złączy wyznaczoną w statycznej próbie ścinania. Opisano badania połączeń klejowych zakładkowych blach stalowych S235JR sklejonych klejem epoksydowym Araldite 2014-2. Zbadano wpływ prostych technologicznie modyfikacji konstrukcyjnych, polegających na wykonaniu nacięć i otworów na krawędzi natarcia elementów klejonych. Modyfikacje te miały na celu doprowadzenie do miejscowego uelastycznienia połączenia we wrażliwym obszarze koncentracji naprężeń. Na podstawie badań eksperymentalnych wykazano, że istnieje możliwość zwiększenia nośności złącza dzięki zastosowanym modyfikacjom. W najkorzystniejszym wariancie zaobserwowano wzrost nośności o 15,9% w stosunku do wariantu niemodyfikowanego konstrukcyjnie. Badania potwierdziły, że wypełnione przez klej nacięcia w przedniej części elementów klejonych mogą znacząco poprawić właściwości wytrzymałościowe złącza, natomiast rozważane modyfikacje w postaci otworów nie mają istotnego wpływu na właściwości elementów klejonych.

5

Deterministic seismic damage analysis for concrete gravity dams: a case study of oued fodda dam

Ouzandja Djamel, Berrabah Amina Tahar

Acta Mechanica et Automatica

|

2023

|

Vol. 17, no. 3

347--356

EN

One of the major dangers for seismic damage of concrete dams is the propagation of cracks in dam concrete. The present study undertakes a numerical investigation of the seismic damage for Oued Fodda concrete gravity dam, located in the northwest of Algeria, considering the impacts of properties of joints along the dam-foundation rock interface and cross-stream earthquake excitation. Three-dimensional transient analyses for coupled dam-foundation rock system are carried out using Ansys software. The hydrodynamic effect of reservoir fluid is modelled using the added mass approach. The smeared crack approach is utilised to present the seismic damage of dam concrete using the Willam and Warnke failure criterion. The dam-foundation rock interface joints are presented with two ways, adhesive joints and frictional joints. The Drucker–Prager model is considered for dam concrete in nonlinear analyses. Consideration of the study results indicates that the frictional joints model can reduce the seismic response and damage hazard of the dam body to a better extent compared with the adhesive joints model. Furthermore, the application of cross-stream earthquake excitation reveals the significant effect on cracking response of the dam in the two models of joints.

6

The influence of shot peening on the stress state in the adhesive layer and the load capacity of adhesive joints

Zielecki Władysław, Godzimirski Jan, Ozga Ewelina

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2022

|

nr 2

32--40

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.

7

Influence of technological factors on the strength of wood adhesive joints

Ogrodniczek Jacek, Rudawska Anna, Miturska-Barańska Izabela, Doluk Elżbieta

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2022

|

nr 2

3--7

EN

The article presents the results of a statistical analysis of adhesive joints with identical structural and material factors in relation to technological factors. Four types of adhesive joints were made: butt joints, lap joints, scarf joints and wedge joints. The joined materials were pine and oak wood. Each type of adhesive joint was joined in the following wood configurations: pine-pine, pine-oak, oak-oak. The technological factors were the type of adhesive, the humidity of the wood and the surface preparation of the samples. The U Mann-Whitney test was used to perform the statistical analysis. Results of statistical tests showed the influence of the used adhesive on pine-oak butt joints and wood moisture on pine-oak butt joints. Furthermore, the effect of wood configurations on the strength for each of the tested adhesive joints was compared using the Dunn’s statistical test. The test showed that there were not statistical differences between the joints in configurations pine-pine and pine-oak.

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy statystycznej połączeń klejowych o jednakowych czynnikach konstrukcyjnych i materiałowych względem czynników technologicznych. Wykonano 4 rodzaje konstrukcji połączeń klejowych: doczołowe, zakładkowe, skośne, klinowe. Materiałami łączonymi było drewno sosny i dębu. Każdy rodzaj połączenia klejowego łączono w konfiguracji drewna: sosna-sosna, sosna-dąb, dąb-dąb. Czynnikami technologicznymi był rodzaj kleju, wilgotność drewna oraz przygotowanie powierzchni próbek. Do wykonania testu statystycznego wykorzystano test U Manna-Whitneya. Analiza statystyczna wykazała wpływ rodzaju kleju na połączenia doczołowe sosna-dąb oraz wilgotności drewna na połączenia skośne sosna-dąb. Ponadto porównano wpływ gatunku drewna na wytrzymałość każdego z badanych połączeń klejowych przy pomocy testu Dunna. Test wykazał, że połączenia sosna-sosna nie różnią się statystycznie od połączeń sosna-dąb.

8

Impact of adhesive type and abrasive wear used in the surface preparation process on the strength of steel sheet adhesive joints

Miturska-Barańska Izabela, Rudawska Anna, Doluk Elżbieta, Ogrodniczek Jacek

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2022

|

nr 3

10--17

EN

The aim of the paper was to present issues related to the determination of the influence of selected technological factors: the method of surface preparation and type of adhesive on the strength of adhesive joints made of steel sheet C45. As a method of surface preparation the process of shot-blasting with the use of three types of abrasives differentiated in terms of the degree of its wear was used. The adhesive bonds were made with the use of two two-component epoxy adhesive compositions based on Epidian 57 epoxy resin and PAC and Z-1 curing agents combined with the resin in the recommended proportions. The measurements of roughness and topography of surfaces prepared for the bonding process were also carried out. After the curing process, strength tests of adhesive bonds were performed on the Zwick/Roell 150 testing machine, according to PN-EN 1465 standard. It was noted, among others, that with increasing wear of the abrasive used in the surface preparation process, the value of adhesive bonds strength decreased and the higher strength of adhesive bonds was characterized by adhesive joints made with Epidian57/Z-1/100:10 adhesive. The obtained results were subjected to statistical analysis.

PL

Celem artykułu było przedstawienie zagadnień związanych z określeniem wpływu wybranych czynników technologicznych: sposobu przygotowania powierzchni oraz rodzaju kleju na wytrzymałości połączeń klejowych wykonanych z blachy stalowej C45. Jako sposób przygotowania powierzchni wykorzystano proces śrutowania z wykorzystaniem trzech rodzajów ścierniw zróżnicowanych pod względem stopnia jego zużycia. Połączenia klejowe wykonano przy użyciu dwóch dwuskładnikowych kompozycji klejowych epoksydowych bazujących na żywicy epoksydowej Epidian 57 oraz utwardzaczy PAC i Z-1 łączonych z żywicą w zalecanych proporcjach. Przeprowadzono także pomiary chropowatości oraz topografii powierzchni przygotowanych do procesu klejenia. Po procesie utwardzania dokonano prób wytrzymałościowych połączeń klejowych na maszynie wytrzymałościowej Zwick/Roell 150, zgodnie z normą PN-EN 1465. Zauważono m.in., że wraz ze wzrostem stopnia zużycia ścierniwa użytego w procesie przygotowania powierzchni, wartość wytrzymałości połączeń klejowych malała, a wyższą wytrzymałością charakteryzowały się połączenia klejowe wykonane przy użyciu kleju Epidian57/Z-1/100:10. Uzyskane wyniki poddano analizie statystycznej.

9

Influence of Adhesive Compound Viscosity on the Strength Properties of 1.0503 Steel Sheets Adhesive Joints

Miturska-Barańska Izabela, Rudawska Anna

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2022

|

Vol. 16, no 2

196-205

EN

The presented study concerned the comparison of the adhesive joints strengths of 1.0503 carbon steel sheets of higher quality, which were made using adhesive compounds characterized by different viscosity index of the components. Three types of commercial epoxy resins were used: Epidian 5, Epidian 53 and Epidian 57, as well as two types of curing agents: polyamide (PAC) and amine (Z-1). The surfaces of the test specimens were subjected to a pre-treatment operation in the process of a mechanical machining with an abrasive coated tool of P320 gradation. The surface roughness measurements were carried out as a control. The single-lap adhesive joints were the subject of the strength testing. The strength tests carried out on a Zwick/Roell Z150 testing machine concerned the comparison of the strength of the adhesive joints loaded in shear. Statistical analysis was performed on the results obtained. It was observed, among others, that the adhesive joints prepared with the epoxy adhesive compounds containing the polyamide curing agent showed much higher the shear strength than the adhesive joints made with the epoxy adhesive compounds containing the amine curing agent. Moreover, the use of the polyamide curing agent in the adhesive compounds with the epoxy resins resulted in formation of a more elastic adhesive layer, for which higher elongation was observed than in the case of the epoxy compound with the amine curing agent.

10

Effect of Surface Abrasive Treatment on the Strength of Galvanised Steel Sheet Adhesive Joints

Miturska-Barańska Izabela, Rudawska Anna Rudawska

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2022

|

Vol. 16, no 1

75--84

EN

The aim of this study was to determine the effect of abrasive treatment as a method of surface preparation on the strength of adhesive joints made of galvanised steel sheet. The subject of experimental investigations were adhesive joints of samples made of galvanised steel sheet DX51, 0.7 mm thick. The surfaces of the samples were abraded with coated abrasive tools of grain sizes P120, P180, P220, P400 and P600, and then degreased with PIKKO extraction solvent. The surface properties in terms of roughness and 3D surface topography were examined using a Hommel-Etamic T8000 RC120-400. The adhesive joints were made using Epidian 53 epoxy resin adhesive composition and IDA curing agent in a 100:40 weight ratio. Samples of single-lap adhesive joints were tested for strength on a Zwick/Roell Z150 testing machine, in accordance with the PN - EN 1465:2009 standard. The tests showed that the samples mechanically processed with an abrasive tool of P220 gradation show the best strength properties. Adhesive joints, in which the surface of the joined elements was mechanically processed with an abrasive tool of P120 gradation, obtained negative results. The obtained test results were subjected to further statistical analysis. The Shapiro-Wilk test was used to assess the normality of the distribution. Then, the non-parametric Kruskal-Wallis test and the median test were applied, which showed that there were no significant differences in the results obtained between the adhesive joints whose surfaces were prepared with P220 and P400 abrasive paper, i.e. both methods of surface preparation can be considered as the most favourable among those analysed during the adhesive bonding of DX51 galvanised sheets.

11

Influence of the type of adhesive on the properties of the GFRP composite adhesive joint, determined on the basis of the static T-peel test

Kubit Andrzej, Katrňák Tomáš, Pytlowany Tomasz

Advances in Materials Science

|

2021

|

Vol. 21, nr 3(69)

63--74

EN

The article presents the results of experimental studies determining the influence of the type of adhesive on the static strength properties of the Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) composite joint determined on the basis of the T-peel test. As part of the static tests on peeling joints, a comparison of peak load and stiffness for individual joints was made. The fracture surfaces were also analyzed, showing various failure mechanisms. It was shown that the variant of joints made with the Enguard BP72A polyester adhesive was characterized by the highest strength properties with a mean peak load of 836.73 N.

12

Effect of holes in overlap on the load capacity of the single-lap adhesive joints made of EN AW-2024-T3 aluminium alloy

Zielecki Władysław, Burnat Katarzyna, Kubit Andrzej, Katrňák Tomáš

Advances in Materials Science

|

2021

|

Vol. 21, nr 4(70)

112--121

EN

The paper presents the results of experimental research aimed at determining the possibilities of strengthening structural adhesive joints. Techniques to improve the strength of adhesive joints was to make holes in the front part of the adherends in order to make the joint locally more flexible in the area of stress concentration at the joint edges. The tests were carried out for the lap joints of EN AW-2024-T3 aluminum alloy sheets, which were bonded with Loctite EA3430 epoxy adhesive. Static tests were carried out on the basis of the tensile/shear test. It has been shown that the applied structural modifications allow for an increase in the strength of the joint, in the best variant, an increase in strength of 14.5% was obtained. In addition, it has been shown that making holes in the adherends allows to reduce the spread of strength results.

13

The effect of the surface preparation method on the ultimate strength of a single lap adhesive joints of selected construction materials

Rudawska Anna, Miturska Izabela, Stančekovă Dana

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2020

|

nr 4

14--20

EN

The aim of the article was to present issues related to the determination of the influence of the surface preparation method on the strength of adhesive joints made of three types of construction materials: structural steel C45, aluminium alloy EN AW-1050A and stainless steel 1.4401. The surfaces of the analysed materials were prepared by machining with three different abrasive tools of different gradations: P120, P220, P400. Adhesive joints were prepared using the E53/Z-1/100:10 epoxy adhesive composition. After the process of adhesive joint curing, destructive tests were carried out on the Zwick/Roell Z150 strength machine, in accordance with PN-EN 1465 standard, which determined the shear strength of the analyzed joints. During the tests it was observed that the most advantageous method of surface preparation is treatment using P220 grit abrasive.

PL

Celem artykułu było zaprezentowanie zagadnień związanych z określeniem wpływu sposobu przygotowania powierzchni na wytrzymałość połączeń klejowych wykonanych z trzech rodzajów materiałów konstrukcyjnych: stali konstrukcyjnej C45, stopu aluminium EN AW-1050A oraz stali nierdzewnej 1.4401. Powierzchnie analizowanych materiałów zostały przygotowane poprzez obróbkę trzema różnymi narzędziami ściernymi różnej gradacji: P120, P220, P400. Połączenia klejowe przygotowano z użyciem kompozycji klejowej epoksydowej E53/Z-1/100:10. Po procesie utwardzania spoiny klejowej przeprowadzono badania niszczące na maszynie wytrzymałościowej Zwick/Roell Z150, zgodnie z normą PN-EN 1465, dzięki którym wyznaczono wytrzymałość na ścinanie analizowanych połączeń. W trakcie badań zaobserwowano, że najkorzystniejszym sposobem przygotowania powierzchni jest obróbka wykorzystująca ścierniwo ziarnistości P220.

14

Effect of temperature on the shear strength of GFRP-aluminium alloy 2024-T3 single lap joint

Kubit Andrzej, Bucior Magdalena, Kluz Rafał

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2020

|

nr 1

30--35

EN

The paper presents the results of experimental studies determining the effect of temperature on the shear strength of the adhesive joint between the layers of the fiber metal laminate (FML). The tests were carried out for composites being a combination of 2024-T3 aluminum alloy sheet and Glass Fiber-Reinforced Polymer (GFRP) made in the autoclave process. The key factor determining the quality of layered composites is the high strength adhesive joint between the layers. Due to the possibility of extreme temperature conditions during utilization of the composite structure, tests were carried out at reduced temperatures, i.e. -60°C, as well as elevated temperatures, i.e. 80°C. The obtained results were related to the results obtained at a room temperature (RT). The study showed that at the elevated temperature the shear strength increased by approx. 10% compared to the result obtained at room temperature. There is also a significant reduction in the stiffness of the joint as the temperature increases. In turn, a slight increase in joint stiffness was demonstrated for the reduced temperature.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych określających wpływ temperatury na wytrzymałość na ścinanie połączenia adhezyjnego pomiędzy warstwami składowymi hybrydowego kompozytu metalowo-włóknistego (FML). Próby przeprowadzono dla kompozytów będących połączeniem blachy ze stopu aluminium 2024-T3 oraz kompozytu szklanego polimerowo-włóknistego (ang. Glass Fiber-Reinforced Polymer - GFRP) wykonanych w procesie autoklawowym. Kluczowym czynnikiem determinującym jakość kompozytów warstwowych jest wysokiej wytrzymałości połączenie adhezyjne pomiędzy warstwami. Ze względu na możliwość występowania różnych warunków temperaturowych w procesie eksploatacyjnym struktury kompozytowej, zrealizowano badania w temperaturach obniżonej tj. -60°C, a także podwyższonej tj. 80°C. Uzyskane rezultaty odniesiono do wyników uzyskanych w temperaturze pokojowej. W pracy wykazano, że w podwyższonej temperaturze dochodzi do wzrostu wytrzymałości na ścinanie o ok. 10% w stosunku do rezultatu uzyskanego w temperaturze pokojowej. Dochodzi tu także do znacznego obniżenia sztywności połączenia wraz ze wzrostem temperatury. Dla obniżonej temperatury wykazano z kolei nieznaczny wzrost sztywności połączenia.

15

Analysis of the impact of surface roughness on the bearing capacity of lap adhesive joints from aluminum alloy 2024

Zielecki Władysław, Dzierwa Andrzej, Guźla Ewelina

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2020

|

nr 3

15--21

EN

The article presents the analysis of the impact of surface roughness on the load capacity of lap adhesive joints from aluminum alloy 2024. The surfaces of the samples were prepared to bond using mechanical treatment methods, such as milling and abrasive blasting. The surface roughness of the samples for different pre-treatment variants, measured in the 2D system, was found in the range of: Rp=19,4÷60,6 [μm], Rv=16,5÷88,1 [μm], Rz=35,9÷147,0 [μm], Rc=32,2÷103,3 [μm], Rt=37,1÷174,7 [μm], Ra=8,91÷22,73 [μm], Rq=10,50÷27,33 [μm], Rsk=-0,2260÷0,6487, Rku=1,78÷5,85, RSm=0,1207÷0,7337 [mm], Rdq=23,4÷198,7 [˚]. Strength tests showed an increase in the bearing capacity of joints the surfaces of which were subjected to both milling and abrasive blasting.

PL

W artykule przedstawiono analizę wpływu chropowatości powierzchni na nośność zakładkowych połączeń klejowych stopu aluminium 2024. Powierzchnie próbek zostały przygotowane do klejenia z zastosowaniem metod obróbki mechanicznej, takich jak frezowanie i piaskowanie. Chropowatość powierzchni próbek dla poszczególnych wariantów obróbki, zmierzona w układzie 2D, mieściła się w przedziale: Rp=19,4÷60,6 [μm], Rv=16,5÷88,1 [μm], Rz=35,9÷147,0 [μm], Rc=32,2÷103,3 [μm], Rt=37,1÷174,7 [μm], Ra=8,91÷22,73 [μm], Rq=10,50÷27,33 [μm], Rsk=-0,2260÷0,6487, Rku=1,78÷5,85, RSm=0,1207÷0,7337 [mm], Rdq=23,4÷198,7 [˚]. Badania wytrzymałościowe wykazały wzrost nośności połączeń, których powierzchnie poddawane były zarówno frezowaniu, jaki i piaskowaniu.

16

The Strength of the Adhesive Joints of the Medium-Density Fireboards and Particle Boards with the PVC Film

Rudawska Anna, Stančeková Dana, Müller Mirosław, Vitenko Tetiana, Iasnii Vlodymyr

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2020

|

Vol. 14, no 1

58--68

EN

The aim of the present article was to analyse the adhesive joints of different types of the furniture boards used for the furniture production. The present article included a comparative analysis of the adhesive joints of the particle board and the medium-density fireboard (MDF) pressed with the following types of film: A 0.3 mm thick PVC film and a 0.8 mm thick acrylic film, made with use of a single-component reactive hot-melt adhesive based on the PUR 706.2 ME polyurethane. It was observed that, among others, the adhesive joints made of the particle board with a pressed 0.3 mm thick PVC film and the adhesive’s basis weight of 24 g/m2 is characterised by better strength properties than the adhesive joints of the particle board with the adhesive’s basis weight of 48 g/m2.

17

Quality of Samples in Adhesive Joint Testing

Kuczmaszewski Józef, Zawada-Michałowska Magdalena

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2020

|

Vol. 14, no 3

182--191

EN

The study attempts to assess the quality of various types of samples used in the adhesive joint testing. One great weakness of the scientific research conducted on this type of joints is that the published papers generally do not include an analysis of the samples quality. Although the standards define the tolerances of individual dimensions, detailed reports are in fact rarely presented. Above all, it is very important to control the thickness of the adhesive, which significantly affects the strength of adhesive bonds. It was found that obtaining high quality samples depends mainly on observing the technological discipline and using appropriate instrumentation. The paper presents the standards that should be a reliable model for the scientific research on adhesive joints.

18

Impact of Assembly Method on the Strength of Single-Lap Joints of Aircraft Aluminum Alloy Sheets

Miturska Izabela

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2020

|

Vol. 14, no 2

163--170

EN

The paper presents a comparative analysis of the strength properties of single-lap assembly joints. Single-lap joints are commonly used in various structures because of their strength properties. Three types of joints, widely used in modern structures, were prepared and tested: adhesive, rivet, and hybrid adhesive-rivet joints. The experiments were carried out using aluminum alloy EN AW-2024, a structural material used in aviation. In the adhesive joints, the substrates were joined using a two-component epoxy adhesive composed of Epidian 53 epoxy resin and polymide curing agent (PAC) – Epidian 53/PAC/100:80. The rivet joints were formed using steel-aluminum blind rivets. The rivets were arranged in four different configurations. One of the very important structural factors considered when designing single-lap assembly joints is overlap length. In the present study, two overlap lengths were tested: 12 mm and 20 mm. The assembly joints were subjected to strength tests. Tensile-shear strength was determined. The results were analyzed statistically.

19

The strength of polymer materials’ adhesive joints, applied in the automotive industry

Rudawska Anna, Ogrodniczek Jacek, Miturska Izabela, Doluk Elżbieta

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2019

|

nr 4

18--24

EN

The article describes the shear strength and statistical analysis of adhesive joints of four polymers used in the automotive industry, i.e. polypropylene, polystyrene, polyamide and polyacetal. Adhesive joints were prepared using two types of epoxy adhesive: Epidian 57/IDA/100:50 and Epidian 6/TFF/100:27. Surfaces of bonded materials prior to the bonding process were prepared using sandpaper P120, and then to remove impurities formed after mechanical treatment, the surface of polymer materials was degreased with acetone. The adhesive joints after the curing process were subjected to a strength test on the Zwick/Roell 150 strength machine in accordance with the PN-EN 1465 standard. The STATISTICA program was used for statistical analysis of the results of the strength tests. Parameters of descriptive statistics were determined, normality of distribution was determined and statistical tests of strength parameters were carried out. It was noted, among other things, that the greatest shear strength was obtained by adhesive joints of HIPS 425N polystyrene bonded Epidian 6/IDA/100:50 epoxy adhesive. However, the smallest shear strength was characterized by the adhesive joints made of Tarnamid T-27 polyamide bonded with Epidian 6/TFF/100:27 adhesive, which amounted to about 30% of the highest strength value obtained.

PL

W artykule opisano badanie wytrzymałości oraz analizę statystyczną wyników pomiarów wytrzymałości na ścinanie połączeń klejowych czterech polimerów stosowanych w przemyśle motoryzacyjnym, polipropylenu, polistyrenu, poliamidu oraz poliacetalu. Połączenia klejowe przygotowano za pomocą dwóch rodzajów klejów epoksydowych: Epidian 57/IDA/100:50 oraz Epidian 6/TFF/100:27. Powierzchnie łączonych materiałów przed procesem klejenia zostały przygotowane za pomocą papieru ściernego o gradacji P120, a następnie w celu usunięcia zanieczyszczeń powstałych po obróbce mechanicznej, powierzchnia tworzyw polimerowych została odtłuszczona acetonem. Połączenia klejowe po procesie utwardzenia poddano badaniom wytrzymałościowym na maszynie wytrzymałościowej Zwick/Roell 150, zgodnie z normą PN-EN 1465. Do analizy statystycznej rezultatów badań wytrzymałościowych, wykorzystano program STATISTICA. Wyznaczono parametry statystyki opisowej, określono normalność rozkładu oraz przeprowadzono testy statystyczne badanych parametrów wytrzymałościowych. Zauważono m.in., że największą wytrzymałość na ścinanie uzyskały połączenia klejowe polistyrenu HIPS 425N, wykonane klejem Epidian 6/IDA/100:50. Natomiast najmniejszą wytrzymałością charakteryzowały się połączenia klejowe wykonane z poliamidu Tarnamid T-27, klejone klejem Epidian 6/TFF/100: 27, która stanowi około 30% największej otrzymanej wartości wytrzymałości.

20

The influence of adhesive type and surface treatment on the strength of C45 steel sheets adhesive joints

Rudawska Anna, Miturska Izabela, Semotiuk Leszek

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2019

|

nr 2

34--37

EN

The aim of the article was to present issues related to the determination of the impact of selected technological factors: the method of surface treatment and the type of adhesive on the strength of adhesive joints made of C45 steel sheet. The surfaces of the analyzed steel sheet samples were prepared by processing with four different abrasive papers: P120, P280, P320, P800. The sheet samples were bonded with three different epoxy two-component adhesives: Epidian 57/PAC/100:80, Epidian 6/PAC/100:80 and Epidian 62/PAC/100:80, including one-step cure at room temperature of 24 ± 2°C, with humidity 26 ± 2%. After the curing process, strength tests of the adhesive joints were carried out on the Zwick / Roell 150 testing machine in accordance with the PN-EN 1465 standard. It was noticed, among others, that the preferred surface treatment method was surface treatment with the P280 abrasive tool, after which the adhesive joints showed the highest shear strength.

PL

Celem artykułu było przedstawienie zagadnień związanych z określeniem wpływu wybranych czynników technologicznych: sposobu przygotowania powierzchni oraz rodzaju kleju na wytrzymałości połączeń klejowych wykonanych z blachy stalowej C45. Powierzchnie analizowanych próbek blachy stalowej zostały przygotowane poprzez obróbkę czterema różnymi papierami ściernymi: P120, P280, P320, P800. Próbki blach zostały sklejone trzema różnymi klejami epoksydowymi dwuskładnikowymi: Epidian 57/PAC/100:80, Epidian 6/PAC/100:80 oraz Epidian 62/PAC/100:80, uwzględniając jednostopniowe utwardzanie w temperaturze pokojowej 24±2°C, przy wilgotności 26±2%. Po procesie utwardzania dokonano prób wytrzymałościowych połączeń klejowych na maszynie wytrzymałościowej Zwick/Roell 150, zgodnie z normą PN-EN 1465. Zauważono m.in., że korzystnym spośród badanych metod przygotowania powierzchni jest przygotowanie powierzchni ściernym narzędziem nasypowym P280, po którym połączenia klejowe wykazały największą wytrzymałość na ścinanie.