Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Numerical Modelling and Experimental Testing on Polyurethane Adhesively Bonded Joints Behaviour in Wood-Wood and Wood-Carbon Fibre Reinforced Polymer Layouts

Kawecki Bartosz

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2023

|

Vol. 17, no 2

36--52

EN

Scientists do a variety of laboratory tests on timber and wood-containing composites. An example is adhesively bonded joints in such materials. Despite a wide range of empirical research, consideration of adhesive layers or surfaces in a structure is commonly done in a very simplified manner - they are often modelled as a perfect connection between adherends. It means the cohesive stiffness and opportunity of progressive delamination are neglected. This may lead to an overestimation of the structural load-bearing capacity. The article presents wood-wood and wood-CFRP adhesively bonded joints’ investigations, based on own experimental testing technique (covering a current one as a Digital Image Correlation), analytical double-lap model for adhesives and advanced numerical Finite Element approach. The aim of the paper is to give the guidelines for complex, non-linear modelling of connections in glue laminated timber and wood-CFRP composites that can be utilised for many purposes.

2

Experimental tests of bonded steel-OSB composite beam

Derlatka Anna, Lacki Piotr, Więckowski Wojciech, Kasza Przemysław, Pomada Marta

Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo

|

2022

|

Z. 28 (178)

7-12

EN

Rapidly rising metal prices force scientists to develop innovative materials. Therefore, composite structures, including sandwich structures, are gaining more and more popularity. The paper presents an assessment of a composite beam which is an alternative to a steel beam. The aim of the work was to determine the bending resistance of the steel-OSB composite beam. The subject of the three-point bending tests was a sandwich beam made of three 25 mm thick oriented strand boards and two 2 mm thick steel sheets. The components of the beam were joined with a polymer glue. The beam had a rectangular section 80 mm wide and 50 mm high. Its length was 800 mm. The tested bending capacity of the beam was 1 kNm. The work also included tests of the mechanical properties of the steel sheets used for the construction of the beam. As a result, the weight and consumption of steel in the steel-OSB composite beam and the analytically designed steel beam were compared.

PL

Bardzo szybko rosnące ceny metali zmuszają naukowców do opracowywania innowacyjnych materiałów, dlatego coraz większą popularność zyskują konstrukcje kompozytowe, w tym konstrukcje typu sandwich. W pracy dokonano oceny belki kompozytowej stanowiącej alternatywę dla belki stalowej. Celem pracy było wyznaczenie nośności na zginanie belki kompozytowej stalowo-OSB. Przedmiotem badań trójpunktowego zginania była belka typu sandwich zbudowana z trzech płyt OSB o grubości 25 mm oraz dwóch blach stalowych o grubości 2 mm. Komponenty belki połączono za pomocą kleju polimerowego. Belka posiadała prostokątny przekrój o szerokości 80 mm oraz wysokości 50 mm. Jej długość wynosiła 800 mm. Nośność belki na zginanie wyniosła 1 kNm. Wykonano również badania właściwości mechanicznych blach stalowych wykorzystanych do budowy belki. Dzięki temu porównano masę i zużycie stali w belce kompozytowej oraz analitycznie zaprojektowanej belce stalowej.

3

Assessment of adhesively bonded joints of aluminum sheets for application as the core of composite beams

Derlatka Anna

Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo

|

2021

|

Z. 27 (177)

30-36

EN

The paper presents an evaluation of joints resulting from adhesively bonded aluminum sheets. The aim of the study was to assess the possibility of applying this type of connection for the construction of composite beams. The results of experimental tests on the shear test of joints are presented. Four types of connectors were the subjects of the research. The joints of the same geometry were made of four 1.6 mm thick sheets of aluminum alloy AA 7075-T6. Each type of joint was characterized by a different material joining the sheets: three of them were connected by acrylic foam tapes, one joint was made using two component toughened methacrylate adhesive. Three different double-sided acrylic foam tapes with different properties were tested. It has been assessed that the two-component toughened methacrylate adhesive can be used for the construction of the aluminum core applied in composite structures.

PL

Dokonano oceny połączeń aluminiowych blach w wyniku adhezji. Celem pracy była ocena możliwości zastosowania tego typu połączeń do budowy belek kompozytowych. Zaprezentowano wyniki badań eksperymentalnych z próby ścinania złączy. Przedmiotem badań były cztery rodzaje złączy. Złącza o identycznej geometrii zbudowano z czterech blach ze stopu aluminium AA 7075-T6 o grubości 1.6 mm. Każdy typ złącza charakteryzował się innym materiałem łączącym blachy: trzy z nich połączono za pomocą akrylowych taśm piankowych, jedno złącze powstało z wykorzystaniem dwuskładnikowego, utwardzanego metakrylowego kleju. Przebadano trzy różne dwustronnie klejące akrylowe taśmy piankowe różniące się właściwościami. Oceniono, iż do budowy konstrukcji kompozytowych opartych na bazie trzonu aluminiowego istnieje możliwość zastosowania dwuskładnikowego, utwardzanego metakrylowego kleju.

4

Analiza wpływu zmian konstrukcyjnych elementów klejonych na wytrzymałość i trwałość zmęczeniową połączeń adhezyjnych

Zielecki W., Kubit A.

Przegląd Mechaniczny

|

2016

|

nr 1-2

26--30

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań określających wpływ modyfikacji konstrukcyjnych elementów klejonych na wytrzymałość i trwałość zmęczeniową złącza klejowego obciążonego na oddzieranie. Pomiary wytrzymałości zmęczeniowej przeprowadzono na wzbudniku elektrodynamicznym przy częstotliwości rezonansowej próbki złącza klejowego. Badaniom poddano próbki sklejone kompozycjami epoksydowymi Bison Epoxy oraz Epidian 57 z utwardzaczem PAC. Próbki klejone poddano modyfikacją poprzez wykonanie faz lub promieni w czołowej części złącza, co miało na celu zwiększenie grubości warstwy kleju w newralgicznym obszarze spoiny klejowej. Zastosowane modyfikacje, to wynik przeprowadzonych analiz naprężeń w złączu, które wykazały istnienie spiętrzenia naprężenia normalnego przy krawędzi spoiny na krótkim odcinku. Takie zjawisko prowadzi do szybkiej inicjacji zniszczenia spoiny, w związku z czym przeprowadzono próby zmęczeniowe dla zniwelowanego spiętrzenia naprężeń normalnych przez zwiększenie grubości warstwy kleju. Badania wytrzymałości zmęczeniowej wykazały znaczącą poprawę trwałości zmęczeniowej.

EN

The paper presents results of a research aimed at determining the possibility to improve fatigue properties of peel-loaded adhesively bonded joints by constructional modification of a adherend. The fatigue strength tests were carried out on electromagnetic inductor at the resonance frequency of adhesive-bonded joint specimens. The tests were carried out on specimens bonded by means of the Bison Epoxy and Epidian 57 epoxy compositions with the PAC hardener Joined elements were modified by carrying out chamfer or fillet to enlarge of an adhesive layer thickness which aim was to reduce stress concentration in frontal part of a joint. Mentioned modification is a result of research that confirms an existence of stress concentration on short section of frontal part of adhesive joint. That phenomenon can lead to quick initiation of adhesive joint destruction. Fatigue strength tests revealed significant improvement of fatigue endurance.

5

Mechanics of adhesive joints as a plane problem of the theory of elasticity. Part II: Displacement formulation for orthotropic adherends

Rapp P.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2015

|

Vol. 15, no. 2

603--619

EN

The present paper is a continuation of the general formulation discussed in the paper: Mechanics of adhesive joints as a plane problem of the theory of elasticity. Part I: general formulation, Archives of Civil and Mechanical Engineering 10 (2) (2010). Adhesive joints between adherends of varying thickness, made of various orthotropic materials are considered. The adhesive surface can be curved and shapes of the adherends are arbitrary. The joints can be loaded with shear stress distributed arbitrarily on the adherend surfaces as well as by normal and shear stresses of any distribution along the adherend edges. The problem is formulated in terms of displacements in the form of four partial differential equations of the second order. The boundary conditions allow for existence of sharp edges of adherends. Notions of the obtuse sharp edge and the tangent sharp edge are introduced. The presented examples include complete solutions within the framework of the plane theory of elasticity for adhesive joints with adherends of constant thickness and adherends of varying thickness and curved adhesive surface. The influence of sharp edges on the reduction of stress concentration in the adhesive and the adherends is illustrated. The assumptions, notation and equations presented in the general formulation of Part I are used.

6

Stress equations for adhesive in two-dimensional adhesively bonded joints

Rapp P.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2014

|

No. 14

75--94

EN

The subject of this paper is formulation of shear stress equations for plane two-dimensional adhesive layers present in adhesively bonded joints. The adherends are assumed to have the same thickness and be made of an isotropic material. The shape of theadherends in the joint plane is arbitrary. The adhesive joint can be subjected to a shear stress arbitrarily distributed on the adherends surfaces as well as normal and shear stresses arbitrarily distributed along the adherends edges. A set of two partial differential equations of the second order with shear stresses in the adhesive as unknowns has been formulated. For a particular case of rectangular joints a set of 12 base functions has been derived; their appropriate linear combinations uniquely define shear stresses in the adhesive for a joint loaded arbitrarily by a set of axial forces, bending moments and shear forces.

PL

Przedmiotem pracy jest sformułowanie równań dla naprężeń stycznych w płaskich dwuwymiarowych spoinach występujących w połączeniach klejowych. Elementy połączenia mają stałe grubości i są wykonane materiałów izotropowych. Kształt elementów w płaszczyźnie połączenia może być dowolny. Połączenia klejowe mogą być obciążone naprężeniami stycznymi dowolnie rozłożonymi na powierzchniach elementów oraz naprężeniami normalnymi i stycznymi dowolnie rozłożonymi na krawędziach elementów. Sformułowano układ dwóch równań różniczkowych cząstkowych rzędu drugiego, w których niewiadomymi są naprężenia styczne w spoinie. Dla połączeń prostokątnych zbudowano zbiór 12 funkcji bazowych, których odpowiednia kombinacja liniowa jednoznacznie określa naprężenia styczne w spoinie połączenia klejowego obciążonego dowolnym układem sił normalnych, momentów zginających i sił poprzecznych.

7

Mechanics of adhesive joints as a plane problem of the theory of elasticity. Part I: general formulation

Rapp P.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2010

|

Vol. 10, no 2

81-108

EN

The subject of the paper is a formulation of a general model for adhesive joints within the frame of the plane linear theory of elasticity. Adherends can be of varying thickness and made of various anisotropic materials. The adhesive surface can be curvilinear. The shape of the adherends in the joint can be arbitrary. The adhesive joint can be loaded by shear stresses of any distribution on surfaces of adherends as well as by normal and shear stresses of any distribution on edges of adherends. The general case is expressed in a displacements space with a set of four partial differential equations of the second order and in a stresses space by means of a set of six partial differential equations of the second order. In a specific case a set of two partial differential equations of the second order was formulated for shear stresses in the adhesive. The boundary conditions allow for a possibility of sharp edges for adherends.

PL

Przedmiotem pracy jest sformułowanie ogólnego modelu połączeń klejowych w ramach płaskiej liniowej teorii sprężystości. Elementy połączenia mogą mieć zmienne grubości i mogą być wykonane z różnych materiałów anizotropowych. Powierzchnia spoiny może być zakrzywiona. Kształt elementów w płaszczyźnie połączenia może być dowolny. Połączenia klejowe mogą być obciążone naprężeniami stycznymi dowolnie rozłożonymi na powierzchniach elementów oraz naprężeniami normalnymi i stycznymi dowolnie rozłożonymi na krawędziach elementów. Przypadek ogólny opisano w przemieszczeniach układem czterech równań różniczkowych cząstkowych rzędu drugiego oraz w naprężeniach układem sześciu równań różniczkowych cząstkowych rzędu drugiego. W przypadku szczególnym sformułowano układ dwóch równań różniczkowych cząstkowych rzędu drugiego dla naprężeń stycznych w spoinie. W warunkach brzegowych uwzględnia się możliwość występowania ostrych krawędzi elementów.