Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 21

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  połączenia nitowe
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
1
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.
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.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych, których celem była ocena możliwości zastąpienia w połączeniach konstrukcji lotniczych nitów typu solid nitami jednostronnymi. Ponieważ nity jednostronne, w przeciwieństwie do nitów typu solid, składają się z wielu elementów, w ocenie jako kryterium porównawcze przyjęto nie tylko nośność połączeń, ale również odporność na zjawisko samoczynnego demontażu elementów nitów jednostronnych poddanych zmiennemu obciążeniu. W badaniach zmęczeniowych stwierdzono, że istnieje możliwość zastąpienia nitów typu solid nitami jednostronnymi, ale trwałość zmęczeniowa połączeń jednozakładowych połączeń zależy istotnie od miejsca zerwania trzpienia nita jednostronnego w procesie jego spęczania.
EN
The paper presents the results of experimental research, the aim of which was to assess the possibility of replacing rivets with solid one-sided rivets in connections of aircraft structures. Because one-sided rivets, in contrast to solid rivets, consist of many elements, the evaluation as a comparative criterion assumes not only the load capacity of connections, but also the resistance to the phenomenon of automatic dismantling of one-sided rivets subjected to a variable load. In fatigue tests, it was found that there is a possibility of replacing rivets with solid one-sided rivets, but the fatigue life of joints of one-sided joint connections depends significantly on the place of rupture of the one-sided blind pin in its heading process.
PL
Artykuł przedstawia wyniki testów laboratoryjnych trójpunktowego cyklicznego zginania aluminiowych belek skrzynkowych łączonych za pomocą warstwy adhezyjnej oraz nitów. Aluminiowe profile omega połączono z płaską aluminiową płytką za pomocą kleju z grupy Loctite, nity zrywalne o średnicy 4 mm, oraz kombinacji tych łączników. Belki o wymiarach 84 x 36 x 300 mm poddano quasi statycznemu cyklicznemu obciążeniu w dwóch położeniach: profil omega w górnej lub dolnej pozycji. W badaniach wykorzystano maszynę wytrzymałościową MTS oraz system cyfrowej korelacji obrazu. W artykule przeanalizowany został rozwój deformacji profili wraz z ich uszkodzeniem, oraz propagacja uszkodzenia warstwy adhezyjnej pomiędzy łączonymi elementami w różnych przypadkach obciążenia.
EN
The paper presents the results of laboratory tests of three-point cyclic bending of aluminum box beams connected by adhesive layer and rivets. Aluminum omega profiles were joined with a flat aluminum plate using Loctite adhesive, 4mm diameters rivets, and a combination of these connectors. Beams of dimensions 84 x 36 x 300 mm were subjected to quasi static cyclic loading in two positions: omega profile on the top or bottom position. Material Testing System (MTS) strength and Digital Image Correlation system (DIC) were used. The work has analyzed the development of deformation profiles and their damage, and the propagation of damage to the adhesive layer between the joined elements in different load cases.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości wytrzymałościowych przeprowadzonych w próbie rozciągania dla połączeń klejowych, nitowych i klejowo-nitowych blach ze stopu aluminium EN AW-5754. Zastosowano dwie najbardziej rozpowszechnione metody wykonywania połączeń nierozłącznych, jakimi są klejenie i nitowanie oraz dodatkowo badaniom poddano połączenia powstałe z zastosowania obu metod. W procesie nitowania zastosowano pojedynczy nit zrywalny, wykonany ze stopu aluminium. W procesie klejenia wykorzystano klej epoksydowy dwuskładnikowy Epidian 57/PAC/1:1. Powierzchnię do procesu klejenia przygotowano poprzez ręczną obróbkę mechaniczną papierem ściernym P320 oraz odtłuszczanie środkiem Loctite 7063. Proces utwardzania połączeń klejowych przebiegał w temperaturze otoczenia. Analizowane połączenia poddano badaniom niszczącym, zgodnie z normą ISO 4587, na maszynie wytrzymałościowej Zwick/Roell Z150. Na podstawie wyników badań zauważono, że lepszą nośnością charakteryzowały się połączenia klejowe, jednak wynik ten nie odbiegał znacząco od wartości wytrzymałości połączenia klejowo-nitowego. Najmniej korzystnymi wynikami charakteryzowały się połączenia nitowe, co mogło być skutkiem zastosowania pojedynczego nitu.
EN
The paper presents results of a tensile test for adhesive, rivets and adhesive-riveted aluminum sheet EN AW-5754 joints. Values of strength and destructive force were presented. Due to its characteristics of used in research material finds application in almost all industries, precisely because the focus was on correctness of the technology made joints and the mechanical properties which characterized the resulting joints. Two of the most popular methods for performing permanent joints was used – bonding and riveting and hybrid of these two method. In riveting a single rivet made of an aluminum alloy was used. The holes for the rivets were previously drilled. In bonding process of the adhesive used was a two-component adhesive consisting of epoxy resin Epidian 57 and hardener PAC prepared in a stoichiometric ratio of 1:1. The sandpaper P320 machining process and degreasing with Loctite 7063 was used to surface treatment of surfaces adherends. The curing process was performed at ambient temperature. Analysed joints were destructive tested, in accordance with ISO 4587, on testing machine Zwick / Roell Z150.Based on the results observed that a better load capacity characterized by adhesive joints, but this result was similar with the load capacity of the joint adhesive-riveted. The least positive results were characterized by riveted joints, which could be due to the use of a single rivet.
6
Content available remote Wytrzymałość połączeń klejowych i nitowych
PL
W artykule zaprezentowano zagadnienia wytrzymałości specjalnie ukształtowanych połączeń nitowych oraz klejowych blach stalowych wraz z uchwytami stalowymi oraz polimerowymi. Każdy rodzaj połączenia (nitowe i klejowe) wykonano w czterech wariantach. W przypadku połączeń nitowych, powierzchnia blach stalowych, przed przystąpieniem do ich wykonania, została poddana procesowi malowania oraz zastosowano dwa rodzaje nitów: stalowe i aluminiowe. Badaniom poddano również połączenia klejowe, w których analizowano dwa rodzaje blach: blachy z powłoką malarską (epoksydową) oraz bez, wykonane za pomocą kleju epoksydowego Epidian 57/PAC/1:1. Badania eksperymentalne polegały na analizie porównawczej wytrzymałości różnych wariantów połączeń nitowych oraz klejowych blach stalowych i uchwytów. W aspekcie wytrzymałościowym zauważono, że w obu przypadkach uchwytów w formie haczyków oraz obu rodzajów blach (malowanej i niemalowanej) korzystne jest zastosowanie połączenia nitowego. Połączenia klejowe wykonane za pomocą kleju epoksydowego Epidian 57/PAC/1:1 posiadają wiele zalet, ale ich wytrzymałość jest mniejsza niż połączeń nitowych.
EN
The paper presents issues of riveted joints, and adhesive joints strength of specially shaped steel sheets with steel fixtures and polymer fixtures. Each type of joints (riveted and adhesive) was carried out in four variants. In the case of riveted joints, a steel sheet surface, prior to their joining, has undergone a process of painting and combined with the use of two types of rivets: steel and aluminium. The adhesive joints of two types of sheet: the sheet with colour coating (epoxy), and without colour made of epoxy epidian 57/PAC/1:1 adhesive were tested. Experimental studies relied on a comparative analysis of different variants of the strength of riveted joints, and adhesive joints of steel sheets and fixtures. In terms of strength, it is noted that in both cases the fixtures and two types of steel sheets (painted and unpainted), preferred is the use of a riveted joint. Adhesive joints made of epoxy adhesive epidian 57/PAC/1:1 have many advantages, but their strength is lower than the riveted joints.
7
Content available remote Porównanie nośności połączeń nitowych wykonanych różnymi metodami
PL
W pracy przedstawiono analizę porównawczą nośności, stosowanych w przemyśle lotniczym, połączeń nitowych wykonywanych z zastosowaniem nitów pełnych, nitów do zabudowy jednostronnej, nitów typu Lock-bolt oraz elementów złącznych typu Hi-lok. Badania wykazały, że połączenia wykonane nitami pełnymi posiadały nośność 20243 N, nitami do zabudowy jednostronnej 28687 N, nitami typu Lock-bolt 28281 N, łącznikami typu Hi-lok 27264 N. Nowe sposoby wykonywania połączeń nitowych zapewniają uzyskanie nośności o 35 – 42% większej od połączeń tradycyjnych.
EN
The paper presents a comparative analysis of the following issues: load capacity used in the aerospace industry, riveted joints made with application of solid rivets, blind rivets, the Lock-bolt type rivets and Hi-lok type fasteners. Studies show that the load capacity of joints made with application of solid rivets is 20243 N, and for blind rivets is: 28687 N, Lock-bolt type rivets: 28281 N, and Hi-lok type fasteners: 27264 N. As a result, new procedures designed for the riveted joints lead to the increased strength of 35 – 42% than for the traditional joints.
EN
The article presents the analysis of the structure of the load capacity of riveted joints. For the four joining systems the lap joint specimens were made and tested in the shearing test. The joints were prepared for the three combinations of the DC01 steel and EN AW- 5754 aluminium alloy sheets with the thickness of 2mm. On the basis of the obtained load-elongation diagram tensile shear test curves, the basic parameters defined in the ISO/DIS 12996 standard were determined. In the case of the conventional riveted joints the maximum load capacity of the joint is determined by the strength of the fastener. For the joints with aluminium-steel blind rivet , the load capacity of the joint was on the strength limit of the rivet tubular part and on the strength limit of the sheet material. The strength of the SSPR joint is determined by the mechanical properties of the material of the joined sheets. From all sheets and rivet specimens arrangements the highest load capacity of the joint was obtained for the DC01 sheet material joints, and the lowest load capacity of the joint was obtained for the EN AW-5754 sheet material joints.
9
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych, których celem było określenie trwałości zmęczeniowej połączeń mechanicznych i klejowo-mechanicznych (hybrydowych). Do łączenia elementów wykorzystano połączenia nitowe oraz połączenia śrubowe. Stwierdzono, że trwałość zmęczeniowa połączeń jednozakładowych zależy od sił nacisku powstających w czasie montażu połączenia oraz że zastosowanie do łączenia elementów śrubowych (w tym Hi-Loków) powoduje wzrost trwałości zmęczeniowej połączeń. Potwierdzono, że zastąpienie połączeń mechanicznych połączeniami klejowo-mechanicznymi może mieć pozytywny wpływ na trwałość zmęczeniową połączeń, ale pod warunkiem ograniczenia nacisków w czasie ich montażu.
EN
This paper presents the results of experimental studies aimed at determining the fatigue life of mechanical and adhesive-mechanical (hybrid) joints. The joints were prepared with the use of rivets and screws. The results shown that the fatigue life of single lap joints depends on the pressure forces generated during the joint assembling. Furthermore, the use of screws (including Hi-Lok fasteners) for jointing elements increases the fatigue life of the joints. It confirms that the replacement of mechanical joints by adhesive-mechanical joints may have a positive impact on fatigue life of the joints, by reducing pressure forces during the joints assembling.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych oraz analiz numerycznych MES związane z procesem zakuwania nitu. Analizie poddano stosowane w polskim przemyśle lotniczym nity z łbem kulistym z materiału PA24 oraz blachy ze stopu D16CzATW. Zbadano, jak siła nitowania wpływa na charakterystyczne wymiary zakuwki oraz ekspansję otworu nitowego, a następnie uzyskane wyniki porównano z wynikami analiz MES. Ponieważ dotychczas stosowane metody pomiaru ekspansji otworu mogą być obarczone błędem, opracowano własną metodę pomiaru, cechującą się większą dokładnością. Zbadano, jak przyjęty w analizach MES model materiału nitu wpływa na jakość otrzymywanych wyników. Wykazano, że wierne odtworzenie procesu nitowania w MES wymaga odpowiedniego zdefiniowania modeli materiałowych stosowanych w tych analizach. Ponadto określono wpływ siły zakuwania nitu na rozkład oraz wielkość resztkowych naprężeń promieniowych i obwodowych wokół otworu nitowego.
EN
Experimental results and numerical FE analysis related to the riveting process are considered in the paper. The research has focused on the round head rivet and D16CzATW sheet material used by Polish aircraft manufacturers. The effect of rivet squeeze force on the rivet driven head dimensions and rivet hole expansion was experimentally investigated and the results were compared with the FE results. In view of an insufficient accuracy of hole expansion measurement methods used so far, a novel more accurate measurement technique developed by the present authors has been applied. FE results were obtained for various models of the rivet material. It was shown that an adequate numerical modelling of the rivet installation is conditioned by appropriate assumptions about the constitutive characteristics of the rivet material. The impact of the squeeze force on distributions and values of residual stresses generated by riveting was also determined.
EN
Effects of variables related to design and production of riveted lap joints representative of longitudinal sheet connections for a pressurized transport aircraft fuselage were experimentally investigated. The specimens from an aircraft Al alloy D16 Alclad sheets of three different thicknesses (1.9, 1.2 and 0.8 mm) were assembled under load control using round head rivets and rivets with the compensator from a P24 Al alloy. For the joints from 1.9 mm thick sheets fatigue tests indicated a dependency of the crack initiation site and crack path on the squeeze force level and on the rivet type. At the same time, increasing the squeeze force led to improved fatigue properties of the joints, specimens assembled using the rivets with the compensator showing fatigue lives consistently longer than joints with the round head rivets. All observed trends have been explained based on hole expansion and load transfer measurements. For thin sheets connected using the round head rivets, local deformations and indentations under the driven rivet head promoted crack initiation and failure in the adjacent sheet. Fatigue test results indicated that the detrimental effect of this type imperfections could outweigh the benefits associated with a decrease in secondary bending due to thinning the sheets. The rivets with the compensator were observed to cause significant local imperfections beneath the manufactured head, which adversely affected the joint fatigue performance.
PL
Sposób zniszczenia i wytrzymałość zmęczeniowa połączeń zakładkowych stosowanych w lotnictwie zależy od wielu czynników technologicznych i konstrukcyjnych, a w szczególności od rodzaju nitu i siły jego zakuwania oraz grubości łączonych blach. W artykule omówiono te zagadnienia na przykładzie blach o różnych grubościach z lotniczego stopu aluminium D16, połączonych zakładkowo za pomocą nitów z łbem kulistym ze stopu PA24. Próbki połączeń poddawane były stałoamplitudowym obciążeniom zmęczeniowym przy różnych poziomach naprężeń nominalnych. Wykazano, że wraz ze wzrostem siły zakuwania nitów rośnie trwałość zmęczeniowa połączenia, a tor pęknięcia oddala się od przekroju netto blachy. Zaobserwowano, że pęknięcia zmęczeniowe pojawiają się w blasze, w której ekspansja otworów nitowych jest mniejsza, co z kolei zależy od rodzaju nitu. Trendy te wyjaśniono na podstawie wyników pomiarów ekspansji otworów nitowych wypełnionych nitami zakutymi przy użyciu różnych sił oraz z uwzględnieniem wyznaczonego eksperymentalnie względnego udziału poszczególnych rzędów nitów w transferze obciążenia. Stwierdzono, że nity z kompensatorem nie są odpowiednie do łączenia cienkich blach; w trakcie zakuwania powstają znaczne deformacje złącza obniżające jego własności zmęczeniowe.
EN
The paper deals with estimation of a stress concentration factor in the hole area during tensile loading. The load carrying capacity and fatigue performance of sheet samples (made of 2024 aluminium alloy) with open and riveted holes are compared. Tests confirm the insignificant influence of riveting on ultimate strength, however, it strongly affects fatigue life. The material cold working around the hole causes a decrease in maximum principal stress values as well as stress concentration moves away a few millimetres (about half a rivet radius length) from the hole. During tensile loading the maximum stress values increase slower around the riveted hole than at the open one and consequently in the former case the yield stress is achieved later.
PL
W pracy zawarto wyniki badań nad możliwością zastąpienia tradycyjnych połączeń nitowych z nitem zakuwanym i zrywalnym nowymi połączeniami z użyciem nitu samowykrawającego. Dla czterech różnych systemów scalania wykonano połączenia z blach stalowych DC01 oraz stopu aluminium AW-5754 o grubości 2 mm. Przeanalizowano zachowanie się owych połączeń podczas przenoszenia obciążenia stycznego oraz normalnego. Eksperymentalnie zbadano wpływ układu materiału połączonych warstw na przebieg krzywej ścinania dla różnych systemów nitowania.
EN
In this paper investigation results of the possibility to replace traditional riveted joints with a blind rivet and blind hermetic rivet with the new solution of using solid self-piercing rivet is presented. The connection for the four different joining systems was made from DC01sheet steel and AW-5754 aluminum alloy sheet 2 mm thick. The behavior of these connections when moving the tangential and normal loads was analyzed. The effect of layers of connected material on the shear curve for different systems riveting was experimentally investigated.
14
PL
W artykule przedstawiono technologię montażu szwów w konstrukcjach lotniczych z wewnętrznym hermetykiem, których nitowanie celowo wykonuje się w okresie przed utwardzeniem hermetyku (w czasie jego żywotności).
EN
Article covers joint assembly process for aviation structures with seam sealant, riveting of which is reasonable to fulfill while sealant is spreadable.
EN
The article presents comparative analysis of destructive force values for adhesive, adhesive-riveted and titanium alloy riveted joints, widely applied in aircraft industry. The analysis was conducted for three types of assembly joints: adhesive, adhesive-riveted and riveted. The two joints variants considered differed in the length of the lap, the number and the distribution of rivets. The riveted and adhesive-riveted joints tested included two or five rivets. Moreover, two lap lengths were applied for all the tested joint types (adhesive, adhesive-riveted, riveted), 16 and 32 mm. In the case of single-riveted joints (2 rivets) the lap length was 16mm, while for the other sample (5 rivets) - 32 mm. The results of the tests led to observe the increase of the destructive force value in the case of adhesive joints with the increase of the lap length. The observation was not dissimilar for the riveted and adhesive-riveted joints. The comparison of the three joint types of equal lap length indicated that the destructive force value for adhesive-riveted and riveted joints difference was negligible, while lower values could be observed in the case of adhesive joints.
PL
W trakcie nitowania wokół otworu nitowego dochodzi do odkształceń plastycznych, które korzystnie wpływają na trwałość zmęczeniową połączenia. W pracy przedstawiono analizę przemieszczeń nitu oraz otworu nitowego w zależności od wysokości zakuwki (siły zakucia). Symulację procesu zakuwania przeprowadzono dla nitu grzybkowego o średnicy trzpienia 3,5 mm łączącego blachy o grubości 1,2 mm każda. Wykonano trójwymiarowy model otoczenia pojedynczego nitu o boku 10,5 mm. Wielkość łba fabrycznego przyjęto na podstawie normy [OST 1 34040-79]. Nit oraz blachy opisano ośmiowęzłowymi, izoparametrycznymi elementami 3D. Obliczenia w zakresie dużych przemieszczeń i odkształceń wykonano dla sprężysto-plastycznego modelu materiału. Podtrzymkę oraz zagłownik opisano jako elementy sztywne. Pomiędzy współpracującymi elementami złącza zdefiniowano kontakt dwustronny z tarciem. Obliczenia numeryczne wykonano dla czterech wariantów zakucia, opisanych przez średnicę zakuwki zmieniającą się od minimalnej do maksymalnej wartości dopuszczalnej w instrukcji nitowania. Maksymalne przemieszczenia otworu nitowego (odpowiadające maksymalnemu spęczeniu nitu) zaobserwowano od strony zakuwki. Średnie przemieszczenie otworu w blasze od strony zakuwki jest prawie dwa razy większe od przemieszczenia otworu blachy od strony łba fabrycznego. Ograniczenie średnicy zakuwki w trakcie nitowania powoduje większe spęczenie nitu w otworze oraz bardziej równomierny rozkład przemieszczeń.
EN
The plastic strain field remains in the joint around the rivet hole as a result of the riveting process. Residual strain field is beneficial because it has a significant influence on fatigue life of the joint. The paper deals with an analysis of the squeezing force influence on the rivet and rivet hole deformations. The simulation of the riveting process is carried out for a mushroom rivet (shank diameter 3.5 mm) joining two aluminium sheets (thickness 1.2 mm). The three-dimensional numerical model of the sheet square part 10.5 mm-wide surrounding a single rivet is considered (Fig. 3). Dimensions of the mushroom rivet are taken according to Russian standard [OST 1 34040-79]. The models of the rivet and sheets consist of eight-noded, isoparametric, three-dimensional brick elements. The classical updated Lagrange procedure for elastic-plastic materials and large strain plasticity option is used due to large geometrical and material non-linearities. The rounded and the flat rivet tools are described as rigid surfaces. The contact with Coulomb friction model is defined between the mating parts of the joint. Four cases of squeezing conditions (driven head dimensions) are taken into account. The driven rivet head diameter changes from its minimum to maximum value according to a manufacturing instruction. Large displacements of the rivet hole are observed in the sheet by the side of the driven rivet head. The average displacements value of the rivet hole in the sheet under the driven rivet head is twice as much greater than in the later one (the sheet by the side of the manufactured head). Squeezing the rivet with restriction of the driven head diameter causes a better rivet hole filling capability and a more uniform displacement distribution.
17
Content available remote Trwałość zmęczeniowa połączeń nitowych
EN
The strength and fatigue life of riveted, hybrid (riveted-adhesive) and riveted joints reinforced composite patch have been investigated. Fatigue life riveted joints reinforced composite's patch, where using different epoxy materials - Epidian 53/Z1 and Epidian 57/Z1 was estimated. The results of experimental investigation of failure riveted joints and repair riveted joints were compared. The best results were receive for joints where it was used lower elastic modulus adhesive (to forming composite patch). In the experimental investigation were obtained fatigue life of repair joints equal non-failure joints. The proposed in the work method of repairing of damaged riveted joints seems effective and it can make the alternative for repairs consisting in using metallic patch.
PL
W artykule rozważono dwa proste modele teoretyczne zaproponowane do oceny efektu tzw. wtórnego zginania, który towarzyszy rozciąganiu złączy nitowych zawierających mimośrody. Modele te zastosowano następnie do analizy wpływu poziomu obciążenia i niektórych parametrów geometrycznych zakładkowego złącza nitowego na naprężenia spowodowane wtórnym zginaniem. Weryfikacja modeli, dokonana na podstawie dostępnych w literaturze danych eksperymentalnych i numerycznych, świadczy o ich zdolności do prawidłowej oceny nominalnych naprężeń wywołanych wtórnym zginaniem w krytycznych rzędach nitów. Przeprowadzone w artykule analizy wskazują, że trend spadku wytrzymałości zmęczeniowej złącza w zależności od jego konfiguracji, widoczny w opublikowanych wynikach badań zmęczeniowych mimośrodowych połączeń nitowych blach z lotniczego stopu aluminium, można wiązać ze wzrostem udziału wtórnego zginania. Jak jednak pokazano, amplituda nominalnego naprężenia, uwzględniającego wpływ wtórnego zginania w krytycznym rzędzie nitów, nie koreluje w sensie ilościowym obserwowanej trwałości zmęczeniowych tych połączeń.
EN
Two simple theoretical models proposed for estimating the effect of secondary bending which occurs under tensile load in riveted joints with eccentricities are discussed. Both models have been applied to quantify the influence of the load level and of some lap joint design parameters on the stresses due to secondary bending. Comparisons between the model results and the experimental and numerical data available in the literature suggest that the models are capable of correct estimates on the nominal bending stresses at fatigue critical locations in the riveted joints with eccentricities. The present analyses indicate that the reported in the literature reduction in the riveted joint fatigue strength depending on its geometrical configuration can be linked to the increase in the amount of secondary bending. However, as shown in this paper, the amplitude of the combined, i.e., accounting for secondary bending, nominal stress, does not correlate quantitatively the observed fatigue life for these joints.
19
Content available Numerical analysis of the riveted specimen
PL
Połączenia nitowe są krytycznymi obszarami w konstrukcji lotniczej, ze względu na występowanie wtórnego zginania, koncentracji naprężeń oraz odkształceń plastycznych. Analiza konstrukcji lotniczych, w tym połączeń nitowych wymaga zastosowania lokalno-globalnego podejścia do modelowania numerycznego. W artykule przedstawiono analizę powłokowo-belkowego modelu połączenia zakładkowego złożonego z dwóch blach aluminiowych połączonych sześcioma nitami. Do opisu nitów zastosowano elementy belkowe. Uwzględniono zjawisko kontaktu oraz tarcie pomiędzy współpracującymi częściami. Analizę numeryczną zrealizowano w zakresie sprężysto-plastycznym. W modelu materiału przyjęto nieliniową charakterystykę opisującą stop aluminium. Analizowano wpływ geometrii i warunków brzegowych na pola naprężeń i odkształceń w próbce nitowanej. Badano rozkład naprężeń w przekroju poprzecznym próbki, odkształcenia plastyczne wokół otworu oraz rozwój pola odkształceń plastycznych w trakcie próby statycznego rozciągania. Wyniki symulacji dla analizowanego złącza zakładkowego porównano z wynikami analizy rozciąganej próbki z otworem swobodnym. Model do obliczeń wygenerowano w programie PATRAN. Obliczenia wykonano przy pomocy programów MD NASTRAN oraz MSC.MARC.
EN
The riveted joints are critical places in the aircraft structure with regard to secondary bending, stress concentrations and plastic strain. Analysis of aircraft structures, in it riveted joints requires a local-global approach to numerical modelling. The shell-beam model of the riveted lap joint consisting of two aluminium sheet with six rivets is presented. The rivet is described as a beam element. The contact with friction is defined between the collaborating parts of the joint. Numerical calculation is carried out in elastic-plastic range. The nonlinear stress-strain curve, describing material model of aluminium alloy, is taken into consideration. The influence of the specimen geometry and boundary conditions on strain and stress fields in the riveted joint is studied. Stress distribution in the crosswise sections of the specimen, plastic deformations around a rivet hole and evolution of plastic strain fields during tensile loading are analysed. The results of simulation of tensile loaded lap riveted joint are compared with the results for specimen with open hole. The finite element models are made with Patran. The calculations are preformed using NASTRAN and MARC codes.
PL
Celem pracy jest dobór modelu numerycznego (właściwej siatki elementów skończonych) zapewniającego prawidłowe odwzorowanie współpracy kontaktujących się powierzchni nitu i blachy w procesie spęczania trzpienia nitu. Stanowi ona jeden z etapów badania lokalnych zjawisk fizycznych w połączeniach nitowych lotniczych konstrukcji cienkościennych [1-8]. Analizy z uwzględnieniem zagadnienia kontaktu i dużych odkształceń wykonano metodą elementów skończonych w programie MSC.Marc. Wyniki obliczeń numerycznych porównano z wartościami sił i naprężeń oszacowanymi analitycznie dla spęczanego swobodnego walca. Uzyskane numerycznie rozkłady naprężeń i odkształceń są zgodne z prezentowanymi w literaturze [13], co wskazuje, że proces zakuwania trzpienia nitu został odwzorowany poprawnie. Deformacje powierzchni kontaktu na granicy nitu i blachy wykazują dużą wrażliwość na parametry siatki elementów skończonych. Właściwy sposób podziału współpracujących brył na elementy skończone pozwala uniknąć wzajemnego przenikania węzłów, a tym samym niefizycznych koncentracji naprężeń w obszarze kontaktu.
EN
The paper deals with numerical simulation of rivet upsetting in a hole. The work is aimed at a choice of numerical model (proper finite element mesh) that ensures suitable behaviour of the rivet and sheet hole surfaces during rivet's upsetting process. This is preliminary stage of an analysis of the local physical phenomena in the riveted joints of an aircraft structure. A contact problem and large strains are taken into consideration in FEM analysis performed with MARC code. Numerical results are compared with analytical estimations for upsetting a cylindrical specimen. Numerical stress and strain fields show that squeezing the rivet shank is correctly described. The deformations of contact surface between the rivet and the hole are sensitive on finite element mesh parameters. Due to appropriate meshing of the mating components, mutual node penetration and consequently, non-physical stress concentration on the contact surfaces can be avoided.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.