Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza projektowa MES połączenia kompozytowo-metalowego przeznaczonego do badań na naciski

Puchała Krzysztof, Szymczyk Elżbieta, Jachimowicz Jerzy

Przegląd Mechaniczny

|

2020

|

nr 1

34--42

PL

Stałe dążenie do uzyskania jak najmniejszej masy samolotu jest powodem stosowania w konstrukcjach lotniczych materiałów o wysokiej wytrzymałości i sztywności właściwej. Wysokowytrzymałe stale, stopy tytanu lub stopy aluminium (np. 2024T3) oraz laminaty kompozytowe (np. CFRP, Glare) są przykładami takich materiałów. Stosowanie różnorodnych materiałów na struktury lotnicze wymusza konieczność łączenia części metalowych z kompozytowymi. Stosuje się różne techniki łączenia pokryć płatowca z elementami usztywniającymi: mechaniczne (połączenia nitowane, śrubowe), adhezyjne (klejenie, okazjonalnie zgrzewanie), hybrydowe (w którym zastosowano kombinacje dwóch różnych metod). W przypadku połączeń mechanicznych konieczne jest wykonywanie otworów, które są miejscem silnych koncentracji naprężeń decydujących o wytrzymałości całej konstrukcji. Połączenia mechaniczne, stosowane od dziesięcioleci, odznaczają się wysokim poziomem niezawodności. Połączenia mechaniczne można wykonywać oraz użytkować w trudnych warunkach środowiskowych. Celem pracy jest projekt mechanicznego połączenia metal-kompozyt oraz analiza niszczenia elementu kompozytowego. Analizowano dwucięte połączenie śrubowe. Przeprowadzono obliczenia analityczne oraz numeryczne.

EN

The constant attempt to obtain as low aircraft mass as possible is the reason for using material of high specific strength (or stiffness) in the aerospace industry. High strength steels, titanium or aluminium alloys (e.g. 2024T3) and composite laminates (e.g. CFRP or Glare) are the examples of such materials. Dissimilar materials in aircraft structures provide a necessity of composite and metallic components joining. Various techniques are used to connect the skin with the stiffening elements: mechanical (riveting, bolting), adhesive (bonding and occasionally welding) and hybrid (where both above mentioned methods are used). Making holes is a necessity for mechanical joints. The holes are the areas of high stress concentrations and they determine load capability of the whole structure. However, mechanical joints used for decades are proved to be reliable. They can be assembled and applied in very rough conditions since they are less sensitive to environmental effects. The goal of the work is development of a mechanical metal-composite joint and failure analysis of the composite part. The double-shear joint is analysed. Both analytical and numerical calculations are performed.

2

Mostki punktowe w obliczeniach cieplnych

Orlik-Kożdoń B., Szymanowska-Gwiżdż A., Steidl T., Krause P.

Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce

|

2017

|

T. 9, nr 1

25--32

PL

W artykule przedstawiono zasady uwzględniania mostków punktowych w obliczeniach termicznych przegród. W ramach pracy przeanalizowano metodykę (dokładną, uproszczoną) uwzględniania mostków przestrzennych w obliczeniach termicznych. Na przykładach, zamodelowano różne typy łączników mechanicznych w systemach ETICS. Dla wybranych modeli łącznika wyznaczono punktowy współczynnik przenikania ciepła oraz określono jak jego obecność kompensowana jest przez dobór odpowiedniej grubości izolacji.

EN

The article presents ways of taking into account point bridges in partitions thermal calculations. As shown later in this work, the methodology (both accurate and simplified) of including spatial bridges in thermal calculations has been analysed. Different types of mechanical anchors were modelled in the ETICS system. For selected models of the anchor, the point thermal transmittance value was established. In addition, it was determined how its presence is compensated owing to the use of a suitable layer of insulation (its thickness).

3

FEM design of composite - metal joint for bearing failure analysis

Puchała K., Szymczyk E., Jachimowicz J.

Przegląd Mechaniczny

|

2015

|

nr 2

33--41

PL

Stałe dążenie do uzyskania jak najmniejszej masy samolotu jest powodem stosowania w konstrukcjach lotniczych materiałów o wysokiej wytrzymałości i sztywności właściwej. Wysokowytrzymałe stale, stopy tytanu lub stopy aluminium (np. 2024T3) oraz laminaty kompozytowe (np. CFRP, Glare) są przykładami takich materiałów. Stosowanie różnorodnych materiałów na struktury lotnicze wymusza konieczność łączenia części metalowych z kompozytowymi. Stosuje się różne techniki łączenia pokryć płatowca z elementami usztywniającymi: mechaniczne (połączenia nitowane, śrubowe), adhezyjne (klejenie, okazjonalnie zgrzewanie), hybrydowe (w którym zastosowano kombinacje dwóch różnych metod). W przypadku połączeń mechanicznych konieczne jest wykonywanie otworów, które stanowią miejsca silnych koncentracji naprężeń decydujących o wytrzymałości całej konstrukcji. Połączenia mechaniczne jako stosowane od dziesięcioleci odznaczają się wysokim poziomem niezawodności. Połączenia mechaniczne można wykonywać oraz użytkować w trudnych warunkach środowiskowych. Celem pracy jest projekt mechanicznego połączenia metal-kompozyt oraz analiza niszczenia elementu kompozytowego. Analizowano dwucięte połączenie śrubowe. Przeprowadzono obliczenia analityczne oraz numeryczne.

EN

The constant attempt to obtain as low aircraft mass as possible is the reason for using material of high specific strength (or stiffness) in the aerospace industry. High strength steels, titanium or aluminium alloys (e.g. 2024T3) and composite laminates (e.g. CFRP or Glare) are the examples of such materials. Dissimilar materials in aircraft structures provide a necessity of composite and metallic components joining. Various techniques are used to connect the skin with the stiffening elements: mechanical (riveting, bolting), adhesive (bonding and occasionally welding) and hybrid (where both above mentioned methods are used). Making holes is a necessity for mechanical joints. The holes are the areas of high stress concentrations and they determine load capability of the whole structure. However, mechanical joints used for decades are proved to be reliable. They can be assembled and applied in very rough conditions since they are less sensitive to environmental effects. The goal of the work is development of a mechanical metal-composite joint and failure analysis of the composite part. The double-shear joint is analysed. Both analytical and numerical calculations are performed.

4

Analysis of selected parameters influence on failure in metal-composite mechanical joint

Puchała K.

Journal of KONES

|

2014

|

Vol. 21, No. 1

223--232

EN

The never-ending attempt to obtain as low mass as possible is the reason for using material of high specific strength (stiffness) in the aerospace industry. High strength titanium or aluminium alloys (e.g. 2024T3) and composite laminates (e.g. CFRP or Glare) are the examples of such materials. Despite a large number of composite types, fibre reinforced composites in the form of laminates are commonly used in aircraft structures. One-half of modern aircrafts is made of composites. However, the second one is still made of metallic alloys. The usage of different materials in aircraft structures results in the necessity of joining composite and metallic components. There are three connection methods for aircraft primary structures: mechanical (riveting, bolting), adhesive (bonding) and hybrid where both mentioned methods are used. The paper deals with metal-composite mechanical joint. Although fibre reinforced composites have high tensile strength, the load transfer in mechanical joints of such components is limited. Strength of composite laminates is dependent on the joint geometry; however, it is strongly influenced by laminate lay-up. There are five global failure modes for mechanically fastened composite laminates: tension, bearing, shear-out, cleavage and pull-through. The bearing failure mechanism is a safe progressive mechanism not leading to catastrophic failure and therefore it is acceptable. Problems with strength assessment of composite mechanical joints are drawn. Some geometrical (joint width), material (bolt material, stacking sequence) as well as numerical parameters (failure criterion) are analysed.

5

Analysis of load transfer into composite structure

Szymczyk E., Jachimowicz J., Puchała K.

Applied Computer Science

|

2014

|

Vol. 10, no 3

86--94

EN

The paper presents advantages and disadvantages of metal foils insertion between composite layers. Composites are complex materials of aniso-tropic structure leading to various failure mechanisms. Mechanism of compressive load transfer into composite laminates by shear of the matrix is analysed. The method of improvement compressive strength of laminates is presented according to literature and analysed for a sele-cted case. Simplified models of a laminate structure modified using various metal foils configurations are analysed with MSC.Marc code. Axial stress in prepreg layers and shear stress in adhesive layers are studied.

6

About mechanical joints design in metal - composite structure

Puchała K., Szymczyk E., Jachimowicz J.

Journal of KONES

|

2012

|

Vol. 19, No. 3

381-390

EN

Riveting is still one of the main joining methods of thin-walled aircraft structures. Such features as simplicity of implementation, possibility of two different material connection (e.g. metallic with non-metallic ones) and the fact that is it a well-known (reliable) method causes popularity of riveting. The never-ending attempt to obtain as low mass as possible (mainly to reduce fuel consumption) is the reason for using material of high specific strength in the aerospace industry. High strength titanium or aluminium alloys (e.g. 2024T3) and composite laminates (e.g. CFRP or Glare) are examples of such materials. The article deals with methods of connecting various materials. The paper presents advantages and disadvantages of different/selected connection types. Strength prediction and failure modes of mechanical joints are described for metallic as well as for composite components. Composites are complex materials having an anisotropic structure (and anisotropic mechanical properties) leading to various failure mechanisms. Main principles for appropriate joint design of composite laminate panels (laminate configuration and typical/specific geometrical dimensions) are indicated/specified. The bearing failure mechanism is accepted to be a safe progressive one. Mechanism of bearing (generally compressive) load transfer into composite laminates by shear of the matrix is analysed. Some examples of improvement bearing strength of laminates are presented according to literature. On the base of presented examples and bearing load transfer analysis, some conclusions for an appropriate solution of this problem are drawn.