Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effects of the composite stacking sequence on the failure load of the single lap bonded joint

Mokhtari M., Madani A., Benzaama H., Malarino S.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2017

|

Vol. 55 nr 4

1257--1268

EN

Composite materials are widely used in aircraft structures, their relative rigidity/weight confers their advantage over metal structures, and the stacking sequence plays an important role for their use. The objective of this work is to analyze by the finite element method the mechanical behavior of a single lap joint of composite/composite type under a tensile load. In order to see the effects on the failure load, two basic parameters are taken into consideration; the stacking sequence of composite and thickness of each layer constituting the composite. Calculation of the failure load is made numerically with the ABAQUS code using the developed technique of VCCT (Virtual Crack Closure Technique) based on fracture mechanics. Finally, the influence of the bonding defect on the failure load is analyzed. The results clearly show the importance of optimizing fiber orientation and hence the stacking sequence for proper use of composite in bonded assemblies.

2

Wytrzymałość połączeń klejowych po różnym czasie sezonowania

Rudawska A., Celejewski F., Miturska I., Kowalska B.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2016

|

T. 22, Nr 3 (171)

126--131

PL

W niniejszej pracy przedstawiono wybrane zagadnienia związane z określeniem wpływu czasu utwardzania i sezonowania różnych klejów epoksydowych na wytrzymałość połączeń klejowych. Kleje epoksydowe stanowiły trzy rodzaje kompozycji klejowych, zawierające żywicę epoksydową Epidian 53 oraz utwardzacz: PAC, Z1 lub TFF. Kleje te wykorzystano do wykonania połączeń klejowych jednozakładkowych blach ze stali nierdzewnej 1H18N9T. Proces utwardzania przeprowadzono na zimno, jednostopniowo w temperaturze otoczenia 21 ± 1°C i wilgotności 31% w ciągu 7 dni. Czas sezonowania wynosił 14 i 28 dni, natomiast próbki utwardzone w czasie 7 dni stanowiły próbki referencyjne. Następnie przeprowadzono badania niszczące, podczas których określono wytrzymałość na ścinanie. Wykazano, że czas utwardzania w temperaturze otoczenia, wynoszący 7 dni, jest czasem wystarczającym do uzyskania odpowiednio wysokiej wytrzymałości na ścinanie.

EN

In this paper are shown the selected issues related to the determination of the effect of curing and seasoning time of various epoxy adhesives on the adhesive joints strength. The three types of adhesive compounds base on Epidian 53 epoxy resin and hardener: PAC, Z-1 or TFF were tested. These adhesives were used to manufacture the single-lap adhesive joints of 1H18N9T stainless steel sheets. The curing process was carried out in the cold conditions, at one-step process during 7 days in ambient temperature 21 ± 1°C and 31% of moisture. Seasoning of adhesive joints took 14 and 28 days, the samples hardened during the 7 days were the reference specimens. Then the destructive tests were carried out. During the test the shear strength of adhesive joints samples were defined. It was noted that curing time at ambient temperature during 7 days is sufficient to obtain respectively high strength.

3

Numerical study of the prestressed connectors and their distribution on the strength of a single Lap, a double lap and hybrid joints subjected to uniaxial tensile test

Sadowski T., Golewski P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

579--585

EN

Prestressed joints are widely used in construction using connectors in the form of screws, whose task is to strong clamping of joined parts, thereby the internal forces in joint are transferred by surface friction contact of the elements. In the automotive and aerospace industries hybrid joints are more widely applied. Mechanical connectors are added to the adhesive joint in form of rivets, screws or clinch increasing its strength properties. The aim of this study was to determine how the prestressed connectors influence the mechanical response of hybrid, single and double lap joints. The influence of different distribution of the connectors was also investigated. Numerical study was conducted in ABAQUS program. Mechanical connectors were modeled by using fasteners, that allowed for a considerable simplification of the numerical model. In their application, there is no need for an additional submodels for connectors in the form of the rivet or the bolt. Prestressing is activated by direct application of the force to the connector. In the numerical examples the authors assumed that the diameter of the mechanical connectors was equal to 6mm and shear strength was equal 1kN. Adhesive layers were modeled by using cohesive elements for which maximum shear stresses and fracture energy were specified. The layer thickness was assumed to be equal 0.1mm and it was initially removed from the areas where mechanical connectors were placed. Two types of joints were analysed in the study: the single lap joint with lap dimensions 40x40mm as well as the double lap joint with lap dimensions 40x20mm, from which it results that theoretical strength of both connections should be the same. The prestressing of connectors was introduced by the force 1.5kN. For all pure - mechanical joints and for single lap joints positive effects were obtained. For double lap joints additional prestressing did not significantly affect for their strength. The influence of distribution of mechanical connectors was additionally analyzed by consideration of three configurations, where the rows of rivets were located at distances of 5, 10 and 15mm from the lap edge. The maximum increase of the load capacity by 24% was achieved for single lap joint as well as 35.7% for double lap joint. The obtained numerical results indicate the positive effects of additional pressure and allows for practical suggestions how to correct and optimize spacing distance of mechanical connectors in hybrid joints to get better mechanical response.

PL

Połączenia sprężone są szeroko stosowane w budownictwie przy wykorzystaniu łączników w postaci śrub, których zadaniem jest silne docisnięcie do siebie łączonych elementów, wskutek czego siły w złączu są przenoszone dzięki tarciu stykających się powierzchni tych elementów. W przemyśle samochodowym i lotniczym coraz powszechniej stosuje się połączenia hybrydowe. Do złącza klejowego wprowadzane są łączniki w postaci nitów, śrub lub przetłoczeń podnosząc jego cechy wytrzymałościowe. Celem przeprowadzonych badań było określenie jak wpływa sprężenie łączników w połączeniach hybrydowych w złączach zakładkowych oraz dwunakładkowych także przy różnym rozmieszczeniu łączników. Badania numeryczne były przeprowadzone w programie Abaqus. Połączenia mechaniczne były modelowane przy użyciu tzw. fastenerów, które pozwalają na znaczne uproszczenie budowy modelu. Przy ich zastosowaniu nie ma potrzeby wykonywania dodatkowego modelu w postaci łącznika - nitu lub śruby. Sprężenie jest natomiast wywoływane poprzez bezpośrednie podanie wartości siły wystepującej w łączniku. Dla łączników mechanicznych została podana siła powodująca ściecie o wartości 1kN a ich średnica wynosiła 6mm. Warstewka kleju była modelowana przy użyciu elementów kohezyjnych dla których zostały określone maksymalne naprężenia styczne oraz energia zniszczenia. Grubość warstewki wynosiła 0,1mm i wstępnie została ona usunięta z obszarów w których występowały łączniki mechaniczne. Badaniom poddano dwa typy połączeń: zakładkowe o wymiarach zakładki 40x40mm oraz dwunakładowe o wymiarach zakładek 40x20mm z czego wynika fakt, że teoretycznie wytrzymałość na ścinanie obu połączeń powinna być jednakowa. Analizowano połączenia sprężone siłą 1,5kN uzyskując pozytywne efekty dla wszystkich połączeń czysto - mechanicznych oraz dla połączeń zakładkowych. Dla połączeń dwunakładkowych sprężanie nie wpływa znacząco na ich wytrzymałość. Dodatkowo w pracy analizowano wpływ rozmieszczenia łączników mechanicznych rozważając trzy konfiguracje, gdzie rzędy nitów znajdowały się w odległościach 5, 10 i 15mm od granicy zakładki. Uzyskano tym samym maksymalny wzrost nośności o 24% dla połączeń zakładkowych oraz o 35,7% dla dwunakładkowych. Wykonane prace świadczą o pozytywnych skutkach sprężania połączeń a także dają wskazówki do prawidłowego - bardziej optymalnego wytrzymałościowo rozmieszczania łączników mechanicznych w połączeniach hybrydowych.

4

Uproszczony model zakładkowego połączenia klejonego

Majda P.

Modelowanie Inżynierskie

|

2007

|

T. 3, nr 34

93-98

PL

W pracy dokonano krytycznej oceny wyników obliczeń dotyczących rozkładu naprężeń w zakresie liniowo-sprężystym, uzyskanych za pomocą metody elementów skończonych (MES) dla zakładkowego połączenia klejonego (ZPK). Efektem tych działań jest zaproponowanie metody efektywnego modelowania rozważanego połączenia, która gwarantuje uzyskanie miarodajnych wyników obliczeń przy minimalnych kosztach (minimalnej liczbie stopni swobody modelu).

EN

Paper presents a critical analysis of results of stress distribution computations. The results were obtained using FEM model of single lap joints (SLJ) within elastic range. An outcome of the research is a method of SLJ modeling that assures reliable results at minimum computational costs (reduced number degree of freedom DOFs).

5

Investigation of aluminum single lap adhesively bonded joints

Lucić M., Stoić A., Kopač J.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2006

|

Vol. 15, nr 1-2

79--87

EN

Purpose: The purpose of research was to find an optimum overlap length ensuring the settled bearing performance of adhesive bonded joint. At the optimum overlap length it is possible to reach a maximum load bearing capacity using a minimum quantity of applied adhesive. Design/methodology/approach: In accordance with experimental test results, an optimum overlap length was achieved. In numerical analysis, the proposed material model (MISO) fits well in simulations. Findings: Mechanical properties of adhesive which are often public unknown have very strong influence on reliability of material models used in numerical analysis. Therefore, it was crucial decision of research to made an adhesive specimen for tensile testing. Research limitations/implications: At the overlap lengths above critical (optimal) ones, the usage of a MISO material model in FEA is not acceptable any more. In further work is of great interest to verify simulation with other materials model approaches. Practical implications: Maximal strength of joint might be reached if optimal overlap length of joint is applied, nevertheless if less adherend material is consumed. Originality/value: Originality is in true stress/strain diagram of adhesive which is based on experimental testing of adhesive specimen. Material model in numerical analysis is based on true stress/strain diagram.