Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of temperature on the shear strength of GFRP-aluminium alloy 2024-T3 single lap joint

Kubit Andrzej, Bucior Magdalena, Kluz Rafał

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2020

|

nr 1

30--35

EN

The paper presents the results of experimental studies determining the effect of temperature on the shear strength of the adhesive joint between the layers of the fiber metal laminate (FML). The tests were carried out for composites being a combination of 2024-T3 aluminum alloy sheet and Glass Fiber-Reinforced Polymer (GFRP) made in the autoclave process. The key factor determining the quality of layered composites is the high strength adhesive joint between the layers. Due to the possibility of extreme temperature conditions during utilization of the composite structure, tests were carried out at reduced temperatures, i.e. -60°C, as well as elevated temperatures, i.e. 80°C. The obtained results were related to the results obtained at a room temperature (RT). The study showed that at the elevated temperature the shear strength increased by approx. 10% compared to the result obtained at room temperature. There is also a significant reduction in the stiffness of the joint as the temperature increases. In turn, a slight increase in joint stiffness was demonstrated for the reduced temperature.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych określających wpływ temperatury na wytrzymałość na ścinanie połączenia adhezyjnego pomiędzy warstwami składowymi hybrydowego kompozytu metalowo-włóknistego (FML). Próby przeprowadzono dla kompozytów będących połączeniem blachy ze stopu aluminium 2024-T3 oraz kompozytu szklanego polimerowo-włóknistego (ang. Glass Fiber-Reinforced Polymer - GFRP) wykonanych w procesie autoklawowym. Kluczowym czynnikiem determinującym jakość kompozytów warstwowych jest wysokiej wytrzymałości połączenie adhezyjne pomiędzy warstwami. Ze względu na możliwość występowania różnych warunków temperaturowych w procesie eksploatacyjnym struktury kompozytowej, zrealizowano badania w temperaturach obniżonej tj. -60°C, a także podwyższonej tj. 80°C. Uzyskane rezultaty odniesiono do wyników uzyskanych w temperaturze pokojowej. W pracy wykazano, że w podwyższonej temperaturze dochodzi do wzrostu wytrzymałości na ścinanie o ok. 10% w stosunku do rezultatu uzyskanego w temperaturze pokojowej. Dochodzi tu także do znacznego obniżenia sztywności połączenia wraz ze wzrostem temperatury. Dla obniżonej temperatury wykazano z kolei nieznaczny wzrost sztywności połączenia.

2

Application of the 3D Digital Image Correlation to the analysis of deformation of joints welded with the FSW method after shot peening

Kubit A., Bucior M., Kluz R., Święch Ł., Ochał K.

Advances in Materials Science

|

2019

|

Vol. 19, nr 4(62)

57--66

EN

The three dimensional Digital Image Correlation (3D DIC) method is used for measurements of deformations and displacement in plane elements exposed to loading. The paper presents the experimental tests of an application of the ARAMIS system to the analysis of deformation of joints welded with the FSW method after shot peening treatment. The butt joints were made of 2024-T3 aluminum alloy sheets with the thickness of 1 mm, which next were peened with glass beads about granulation in range 500 ÷ 900 μm. Tests of residual stresses by X-ray diffraction were also carried out. The aim of the study was to analyze the impact of shot peening on the value of stresses and the location of deformations in butt joints.

3

The effect of adhesive type on strenght of inter-layer joints in fiber metal laminate composites

Kubit A.

Composites Theory and Practice

|

2017

|

R. 17, nr 3

162--168

EN

The paper presents the results of an experimental study concerning the strength of adhesive joints between the layers of a hybrid fiber metal laminate (FML) composite. The research was conducted on composites composed of aluminum 2024-T3 sheet metal and a glass fiber reinforced polymer (GFRP) prepreg made using the autoclave process. The key factor determining the quality of the layered composites is the high strength adhesive joint between the layers. The article discusses the issue of static inter-layer adhesive joint strength under different directions of loading for various types of adhesives. Shear strength tests for a single-lap joint were performed, as well as the peel strength test using the drum peel test. The strength tests were conducted for the variant that had an inter-layer joint made by epoxy included in the prepreg, while the second variant used an additional layer of adhesive film. The surfaces of the metal layers were prepared in accordance with the methodology used in aerospace production processes. The sheet surfaces were anodized in a sulfuric acid solution and then primed. Surface structure measurements of the sheets were made immediately before the joining process. Each layer was assembled in a clean room. The strength tests of the adhesive joints were conducted in static shearing and peeling conditions at room temperature. The results show that under shear loading the adhesive film lowers the elastic module of the joint and results in a slight increase in strength. However, under normal loading, there was 289.4% increase in the peel strength of the joint with the adhesive film. After the strength tests the surfaces of the destroyed adherends were analyzed using SEM. For the shear strength specimens no significant differences were found, whereas for the specimens subjected to peeling it was shown that cohesive damage was observed for the variant with the adhesive film, while the specimens without adhesive film were characterized by adhesive damage.

PL

Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych dotyczących wytrzymałości połączenia adhezyjnego pomiędzy warstwami składowymi hybrydowego kompozytu metalowo-włóknistego (FML). Próby przeprowadzono dla kompozytów będących połączeniem blachy ze stopu aluminium 2024-T3 oraz kompozytu polimerowo-włóknistego (szklanego) wykonanych w procesie autoklawowym. Kluczowym czynnikiem determinującym jakość kompozytów warstwowych jest wysokiej wytrzymałości połączenie adhezyjne pomiędzy warstwami. Artykuł porusza zagadnienie wytrzymałości statycznej połączenia międzywarstwowego przy różnym kierunku obciążenia dla różnego typu spoiwa. Przeprowadzono badania wytrzymałości na ścinanie na podstawie wytrzymałości połączenia jednozakładkowego oraz badania wytrzymałości na oddzieranie na podstawie próby tzw. „drum peel test”. Badania wytrzymałości przeprowadzono dla wariantu, w którym połączenie międzywarstwowe uzyskano poprzez żywicę epoksydową będącą syciwem prepregu, natomiast w drugim wariancie zastosowano dodatkową warstwę kleju błonkowego. Powierzchnie warstw metalowych przygotowano zgodnie z metodologią stosowaną w przemyśle lotniczym. Powierzchnie blach anodowano w roztworze kwasu siarkowego, a następnie gruntowano. Przeprowadzono trójwymiarową analizę struktury powierzchni bezpośrednio przed procesem łączenia poszczególnych warstw kompozytu. Warstwy kompozytu układano we właściwej konfiguracji z zachowaniem zasad czystości w pomieszczeniu „czystym” (tzw. clean room). Przeprowadzono badania wytrzymałości statycznej połączenia adhezyjnego na ścinanie oraz oddzieranie w temperaturze pokojowej. Badania wykazały, że przy obciążeniach stycznych klej błonkowy wpływa na obniżenie modułu sprężystości połączenia oraz nieznacznie na wzrost wytrzymałości. Natomiast przy obciążeniach normalnych wykazano wzrost o 289,4% wytrzymałości na oddzieranie połączenia w wariancie z klejem błonkowym. Po przeprowadzonych badaniach wytrzymałościowych powierzchnie klejone poddano analizie przy użyciu m.in. mikroskopii skaningowej SEM. Dla próbek poddanych badaniom wytrzymałości na ścinanie nie wykazano tu istotnych różnic, podczas gdy próbki poddane oddzieraniu cechowały się istotnymi różnicami zależnie od wariantu. Dla próbek z klejem błonkowym wykazano zniszczenie kohezyjne, natomiast dla próbek bez kleju błonkowego - zniszczenie adhezyjne.

4

Badania wybranych właściwości kompozytów FML wykonanych poza autoklawem

Kubit A.

Przegląd Mechaniczny

|

2016

|

nr 12

41--44

PL

Hybrydowe kompozyty warstwowe FML (Fibrę Metal Laminates) stanowią coraz powszechniejszą grupę materiałów kompozytowych w budowie statków powietrznych. Cechują się bardzo pożądanymi właściwościami, tj. dużą sztywnością przy zachowaniu niskiej masy, a także wysoką wytrzymałością zmęczeniową. Ze względu na dobre cechy użytkowe, kompozyty warstwowe są atrakcyjne dla innych gałęzi przemysłu, m.in. motoryzacji i przemysłu maszynowego. Ograniczeniem rozpowszechniania kompozytów FML jest złożona, tym samym kosztowna technologia ich wytwarzania wymagająca stosowania autoklawu. W pracy przedstawiono badania kompozytu z grupy FML typu GLARE wykonanego dwiema metodami poza autoklawem. Rozpatrywany kompozyt wykonano z blach ze stopu aluminium 2024-T3 oraz preimpregnatu szklanego, w jednej z wersji wykonania, natomiast w drugiej użyto suchej tkaniny szklanej. Przeprowadzono badania jakości struktury kompozytu przy użyciu tomografu. Wykonano badania wytrzymałości statycznej na rozciąganie i rozwarstwienie. Opisane badania wykazały, że bez użycia autoklawu istnieje możliwość uzyskania dostatecznej jakości kompozytu, mogącego mieć zastosowanie w mniej odpowiedzialnych węzłach konstrukcji wyrobów, jednakże w przedstawionych próbach wykazano brak dostatecznej adhezji pomiędzy warstwami kompozytu.

EN

Fibre Metal Laminates (FML) are an increasingly common group of composite materials used in aerospace industry. They characterized by desirable properties for the aerospace and automotive industry i.e. high stiffness, lightweight and good fatigue properties. Because of these properties FML composites are desirable also in other Industries, including automotive or machine industry. A limitation of the dissemination of FML composites is complex and thus costly manufacturing process that requires the use of an autoclave. The paper presents the study of GLARE type composite that is member of FML group fabricated without use autoclave. Considered composites were made of an aluminium alloy 2024-T3 and glass fibre prepreg in one embodiment, while the second uses a dry glass woven fabric. Testing of composite structures was performed by use a tomograph. Research of tensile and peel static strength were realized. These tests have shown that without the use of an autoclave it is potentially possible to obtain sufficient performance composite which could be used in less responsible nodes construction of the devices, but in the presented samples demonstrated a lack of sufficient adhesion between the layers of the composite. The paper presents the study of GLARE type composite that is member of FML group fabricated without use autoclave. Considered composites were made of an aluminium alloy 2024-T3 and glass fibre prepreg in one embodiment, while the second uses a dry glass woven fabric. Testing of composite structures was performed by use a tomograph. Research of tensile and peel static strength were realized. These tests have shown that without the use of an autoclave it is potentially possible to obtain sufficient performance composite which could be used in less responsible nodes construction of the devices, but in the presented samples demonstrated a lack of sufficient adhesion between the layers of the composite.