Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Preliminary examinations of impact strength of adhesive lap joints

Godzimirski Jan, Pniewski Roman, Komorek Andrzej, Chodurski Damian

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2019

|

nr 4

13--17

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.

2

An Energy Analysis of Impact Strength Tests Using Pendulum Hammers

Godzimirski Jan, Komorek Zenon, Komorek Andrzej

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2019

|

Vol. 13, no 4

214--222

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.

3

Wpływ wartości współczynnika sprężystości wzdłużnej kleju na udarność połączeń klejowych blokowych

Rośkowicz M., Godzimirski J., Komorek A., Gąsior J.

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2018

|

nr 3

53--58

PL

Opisane w artykule badania stanowią część poszukiwań autorów, zmierzających do określenia zależności pomiędzy określonymi właściwościami klejów a udarnością wykonanych z ich użyciem połączeń. Kleje konstrukcyjne (jako materiały polimerowe) charakteryzują się różnymi wartościami modułów Younga, wynoszącymi od kilku do prawie 10 000 MPa w temperaturze pokojowej. Wstępne badania wskazują, że powinna istnieć zależność pomiędzy modułem Younga klejów a wytrzymałością udarową wykonanych nimi połączeń. Hipotezę tę zweryfikowano przeprowadzając badania eksperymentalnie i numeryczne połączeń wykonanych klejami o znacznie różniących się wartościach modułów Younga. W celu realizacji badań doświadczalnych przygotowano próbki, w których elementy ze stali S235 łączono klejami epoksydowymi: Epidian 57/Z1 oraz Loctite EA 9492, EA 9480, EA 9450 i EA 9455. Testy połączeń klejowych przeprowadzano za pomocą młota wahadłowego, dedykowanego do badań połączeń klejowych. Maksymalna energia wahadła stosowanego w badaniach wynosiła 15 J. Do określenia udarności badanych połączeń wykorzystano zależność według której, energia zużyta do oderwania górnego elementu próbki w takim teście, czyli energia wytracona przez wahadło, jest miarą wytrzymałości udarowej połączenia klejowego. Modele do obliczeń numerycznych opracowano na podstawie próbek stosowanych w badaniach eksperymentalnych. Przygotowane modele z uwzględnieniem warunków początkowych i brzegowych zostały poddane dynamicznym obliczeniom numerycznym metodą elementów skończonych z wykorzystaniem modułu Explicit Dynamics programu ANSYS. Rezultaty badań eksperymentalnych i numerycznych wyraźnie wskazują na zależność udarności połączeń klejowych blokowych od modułu Younga zastosowanego kleju. Najwyższą udarnością spośród badanych cechują się połączenia wykonane klejami o najniższych modułach Younga.

EN

The research described in this article is part of the authors’ search to determine the relationship between specific properties of adhesives and the impact strength of their joints. At impact loads, there may be a relationship between the adhesive Young’s modulus and the impact strength of the joints made using the adhesive. This hypothesis was verified by conducting experimental and numerical tests of joints made with adhesives of significantly different Young’s modulus values. In order to carry out the experimental tests, samples were prepared with the S235 steel adherends which were joined with epoxy adhesives: Epidian 57/Z1 and Loctite EA 9492, EA 9480, EA 9450 and EA 9455. The tests were carried out using a pendulum hammer dedicated to testing adhesive joints. The maximum energy of the pendulum used in the tests was 15 J. To determine the impact strength of the tested joints, was used the dependence according to which the energy used to detach the upper element of the sample in such a test, i.e. the energy lost by the pendulum, is a measure of the impact strength of the adhesive joint. Models for numerical calculations were developed on the basis of samples used in experimental tests. The prepared models, taking into account the initial and boundary conditions, were subjected to dynamic numerical calculations using the finite element method using the Explicit Dynamics module of the ANSYS program. The results of experimental and numerical tests clearly indicate the dependence of the impact strength of the block adhesive joints on the Young’s modulus of the applied adhesive. The highest impact strength among the tested joints are joints made with the lowest Young’s modulus adhesive.

4

Analiza przełomów udarowych połączeń klejowych blokowych

Komorek A., Chojnacki K.

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2017

|

nr 4

21--26

PL

W artykule zaprezentowano wyniki analizy rodzaju zniszczenia oraz prawidłowości przełomów udarowych połączeń klejowych. W testach stosowano metodykę badania udarności z wykorzystaniem próbek blokowych, w których spoina klejowa jest niszczona przez udarowe obciążenia ścinające. Testy przeprowadzano za pomocą młota wahadłowego, dedykowanego do badań połączeń klejowych. Maksymalna energia wahadła stosowanego w badaniach wynosiła 15 J. Do określenia udarności badanych połączeń wykorzystano zależność wg której energia zużyta do oderwania górnego elementu próbki w takim teście, czyli energia wytrącona przez wahadło jest miarą wytrzymałości udarowej połączenia klejowego. Elementy próbek zostały wykonane ze stali S235 lub stopu aluminium 2017A. Do klejenia próbek wykorzystano żywicę epoksydową Epidian 57 z utwardzaczem Z1 lub klej Loctite 3421. Rezultaty badań wskazują, że spoiny klejowe wykonane obydwoma z badanych klejów cechują się zniszczeniem o charakterze kohezyjno-adhezyjnym. Wprowadzane elementy dystansowe w postaci nici nie wpływają na udarność badanych połączeń. Makroskopowa analiza spoin o małej grubości nie pozwala wnioskować jednoznacznie o charakterze zniszczenia spoin.

EN

The article presents the results of the analysis of the damage type and the regularity of adhesive joints impact fracture. The experimental testing was conducted with a pendulum hammer designed to examine adhesive joints. Tests of block samples were carried out according to the Standard ISO 9653. The maximum energy of the pendulum used in the investigation equaled 15 J. In order to determine the impact strength of the examined connections, we used a dependency according to which the energy used to detach the upper element of the sample in such a test, that is the energy lost by the pendulum, is the measure of impact strength of the adhesive joint. The adherends were made of steel S235 or an aluminum alloy 2017A. In order to bond the samples, we used Epidian 57 epoxide resin with Z1 hardener or Loctite 3421 adhesive. The results of the experimental investigation indicate that adhesive joints made of both of the tested adhesives are characterized by cohesive-adhesive damage. Placed in joints spacers of the sewing threads form do not affect the impact strength of the tested adhesive joints. Macroscopic analysis of low-thickness joints does not make it possible to conclude clearly about the nature of joint fracture.

5

Badanie udarowe połączeń klejowych z wykorzystaniem dedykowanego młota wahadłowego

Komorek A., Przybyłek P.

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2016

|

nr 3

56--60

PL

Badania udarności połączeń klejowych prowadzone są zazwyczaj z wykorzystaniem modyfikowanych urządzeń, przeznaczonych do realizacji innych badań wytrzymałościowych. Wyjątkiem jest badanie udarności próbek klejonych na rozczepienie, prowadzone z wykorzystaniem młota spadowego. Realizacja badań na urządzeniach modyfikowanych jest ograniczona ze względu na wynikającą z przeznaczenia specyfikę ich budowy. Zajmujący się problematyką udarności połączeń klejowych autorzy artykułu przeprowadzili konsultacje techniczne i zlecili wykonanie dedykowanego urządzenia do badania udarności połączeń klejowych blokowych i zakładkowych. Urządzenie zostało wykonane w Instytucie Technologii Eksploatacji – PIB w Radomiu. Artykuł prezentuje wyniki wstępnych badań udarności połączeń klejowych, zrealizowanych przy wykorzystaniu dostarczonego urządzenia. Badano połączenia zakładkowe i blokowe, wykonane przy użyciu kompozycji klejowej Epidian 57/Z1. Elementy klejone przygotowano ze stopu aluminium – 2017A. Próby połączeń blokowych prowadzono zgodnie z PN-ISO 9653, natomiast próby połączeń zakładkowych wg własnej metodyki. Uzyskane wyniki wskazują na przydatność wykonanego urządzenia do prowadzenia badań udarności połączeń klejowych. Rozrzut wyników udarności próbek blokowych jest podobny do uzyskanych podczas wykonywania badań realizowanych z wykorzystaniem modyfikowanego młota wahadłowego. Mocowanie próbek w uchwytach jest łatwe i pewne, co potwierdzono podczas analizy nagrań prób, zrealizowanych ultraszybką kamerą wideo. Konstrukcja uchwytu do badania próbek blokowych pozwala na precyzyjne ustawienie odległości impaktora od spoiny klejowej, mające istotne znaczenie dla jakości uzyskiwanych wyników.

EN

Impact test of adhesive joints are usually conducted using modified equipment for the implementation of other strength tests. The exception is the impact test of samples subjected to cleavage loading carried out using the drop hammer. Execution of tests on the modified device is limited due to the specificity arising from their construction. Authors of the article who deal with the issues of impact strength have conducted technical consultations and commissioned the execution of a dedicated device for testing the impact strength of adhesive joints in the block and single lap samples. The device was made at the Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute in Radom. The article presents the preliminary results of impact strength of adhesive joints tests executed using the supplied device. In the tests were tested the block and single lap joints made using the adhesive composition Epidian 57/Z1. The adherends were made of aluminum alloy 2017A. Tests of block samples were carried out according to the Standard ISO 9653, while tests of lap joints according to our own technique. The results indicate the usefulness of the device for research impact strength of adhesive joints. Dispersion of impact strength results for block samples is similar to that achieved during tests performed using the modified pendulum. Fixing of sample in a holder is easy and secure, as confirmed by the analysis of the recordings of tests completed ultrahigh speed video camera. Design of the handle for testing of block sample allows for precise adjustment of the distance of the impactor from the adhesive layer, which is essential for the quality of the results.

6

The selected aspects of the research into impact loading of adhesive joints in błock samples - comparison of different ways of applying the load

Komorek A., Godzimirski J.

Problemy Eksploatacji

|

2016

|

no. 4

77--91

EN

The research described in this article, relates to the survey methodology of błock bonded joints, dealing with one of its aspects. The authors have decided to check experimentally what impact on the results of the tests has the manner (direction) of applying the load and whether it is possible to compare the results obtained on two different research devices. Experimental studies have been completed with numerical calculations of the test cases. The research was carried out with impact dropping tools - Gabaldini Impact 25 and with a special machine designed to test adhesive joints. The energy used to tear off the upper part of the specimen, that is the energy lost by the dropping device, is the measure of the strength of impact loading of an adhesive bond. The sample elements were made of steel S235. The samples were examined using two different machines, however the applied hands allowed conducting an examination on both devices with samples of the same geometry. In order to bond the samples, the authors used Epidian 57 epoxide resin with Zł hardener. The results of experimental testing indicate that the impact strength of adhesive joints can be compared only if the research was carried out on the same test machine. Also, the direction of the load applied to the sample has a significant impact on the obtained results, as confirmed in the numerical calculations.

PL

Opisane w artykule badania odnoszą się do metodyki badań udarowych połączeń klejowych blokowych i rozpatrują jeden z jej aspektów. Autorzy postanowili sprawdzić eksperymentalnie, jaki wpływ na wyniki badań ma sposób (kierunek) przyłożenia obciążenia do próbki oraz czy można porównywać wyniki uzyskane na dwóch różnych urządzeniach badawczych. Badania eksperymentalne uzupełniono obliczeniami numerycznymi badanych przypadków. Badania przeprowadzano przy pomocy młotów wahadłowych - Galdabini Impact 25 oraz dedykowanego do badań połączeń klejowych. Energia zużyta do oderwania górnego elementu próbki, czyli energia wytracona przez wahadło, jest miarą wytrzymałości udarowej połączenia klejowego. Elementy próbek zostały wykonane ze stali S235. Próbki badano z wykorzystaniem dwóch różnych maszyn, jednak zastosowane uchwyty pozwoliły prowadzić badania na obydwu urządzeniach z zastosowaniem próbek o takiej samej geometrii. Do klejenia próbek wykorzystano żywicę epoksydową Epidian 57 z utwardzaczem Zł. Wyniki badań eksperymentalnych wskazują, że wytrzymałość udarową połączeń klejowych można porównywać, tylko jeżeli badania prowadzono na tej samej maszynie badawczej. Również kierunek przyłożenia obciążenia do próbki wywiera istotny wpływ na uzyskiwane wyniki, co potwierdzono także w obliczeniach numerycznych.