Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Pomiary energii pękania złączy klejonych z elastyczną warstwą kleju

Budzik M. K., Jumel J., Imielińska K., Shanahan M. E. R.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 5

1366-1371

PL

Praca dotyczy opracowywania nowych metod badań adhezji elastycznych klejów, na przykładzie akrylowego kleju "mastic" i porównawczo kleju epoksydowego, na podstawie mechaniki pękania. Przedstawiono wyniki ba- dań przeprowadzonych dla złącza asymetrycznego, czyli np. składającego się z dwóch rożnych materiałów lub tych samych materiałów o rożnej grubości. Metody wyznaczania podstawowych parametrów w próbach mechaniki pękania przeprowadzanych na złączach adhezyjnych wykorzystują najczęściej model belki utwierdzonej, w której front pęknięcia zastępuje się przez sztywne utwierdzenie. Gdy zastosowany klej jest elastyczny, np. ze względu na niski moduł Younga, degradację właściwości itp., obciążenie złącza prowadzi do jego zauważalnych odkształceń, zmieniając wszystkie określane parametry. Używając asymetrycznego testu klina, w którym jeden z klejonych substratów uzbrojono w serię tensometrów oraz modelu Emila Winklera, w pracy zbadano stan odkształcenia kleju i jego wpływ na badane kryteria mechaniki pękania. Stwierdzono, że długość pęknięcia wyznaczona dotychczasowymi metodami jest zawyżana. Jednakże podstawiając długość pęknięcia z jej własnym błędem uzyskuje się prawidłową wielkość energii pękania. Dodatkowym aspektem pracy jest fakt, że przeprowadzone próby dotyczą deformacji kleju odbywającej się przed frontem pęknięcia, nie dotyczą pękania per se, są więc badaniami nieniszczącymi.

EN

Fracture of the adhesive joints was studied in the aluminum plates Bondem with two adhesives: rigid-epoxy or the flexible-acrylic. Since the conventional methods of adhesion assessment, e.g. shear strength are inadequate for the flexible adhesive due to possible adhesive compliance and time /temperature effects the recently developed, instrumented asymmetric wedge test was used. In this contribution we have analyzed the effect of the adhesive layer on the crack length and fracture energy of the bonded joint in mode I test. Within the work two models were compared - standard simple beam theory (SBT) model and elastic foundation Winkler model (Fig. 3). It was found that treating the strain measurements results with SBT model leads to the overestimation of the crack position compared to the energy estimated using the real crack position (Fig. 7 left). However, when the crack length is left with it own overestimation error, the estimated fracture energy is found equal to the one calculated using more sophisticated Winkler model (Fig. 7 right).

2

Wpływ zmiennych własności adhezyjnych powierzchni klejonych na propagację pęknięcia w złączu Al/laminat epoksydowo-węglowy

Budzik M. K., Jumel J., Imielińska K., Shanahan M. E. R.

Inżynieria Materiałowa

|

2009

|

Vol. 30, nr 2

118-122

PL

Praca dotyczy oceny efektywności wstępnej obróbki powierzchni klejonych, polegającej na zastosowaniu dwóch różnych sposobów obróbki (piaskowanie lub polerowanie), na tej samej próbce naprzemiennie. Badania przeprowadzono na próbce sklejonej z płytki aluminiowej i płytki z laminatu epoksydowo/węglowego z pęknięciem zainicjowanym przez wbicie znormalizowanego klina pomiędzy płytki (ive-dge lesl wg Boeing'a) (rys. 3). Badano przebieg propagacji pęknięcia wykreślając charakterystyki ciągłe długości pęknięcia w złączu (rys. 8), prędkości i zmiany energii pękania. G^ w funkcji czasu (rys. 7, 9). Monitorowano propagację pęknięcia za pomocą kamery, co umożliwiło wskazanie miejsc, gdzie dochodziło do zmiany charakteru pęknięcia (adhezyjne/kohezyjne) w czasie próby, skorelowanych z obszarami o różnym przygotowaniu powierzchni płytki aluminiowej (rys. 4, 5). Zastosowano zmodyfikowaną metodę tensometryczną jako alternatywę optycznego sposobu określenia długości pęknięcia w złączu. Dotychczasowe doświadczenia w tym zakresie dotyczyły złączy symetrycznych aluminium/aluminium, natomiast autorzy opracowali metodę, którą można też stosować w odniesieniu do złącza niesymetrycznego aluminium/laminat epoksydowo/węglowy. Rezultaty świadczą o efektywności zastosowanej metody w odniesieniu do badań złączy klejonych Al/laminat. Stwierdzono, że naprzemienna obróbka powierzchni podłoża w pojedynczej próbce wraz z ten-sometryczną techniką pomiani umożliwiają tatwe określenie skuteczności danej metody obróbki powierzchni klejonych. Zastosowana metoda pomiarowa pozwoliła zaobserwować zjawisko zakrzywienia frontu pęknięcia na granicy dwóch odmiennie obrobionych powierzchni (rys. 10). Wyjaśnienie tego zjawiska, najprawdopodobniej związanego z efektem antyklastyczności, wymaga dalszych, szczegółowych prac.

EN

A novel technique for estimating the adhesion efficiency of aluminum/ laminate adhesive joint has been reported. Aluminum plate was bonded with a carbon/epoxy laminate using an epoxy adhesive. Two types of surface treatment of aluminum plate were employed on the same spe-cimen, and fracture of the joint was studied using the Boeing wedge test (Fig. 3). Crack length was monitored using strain gauge and optical methods (Fig. 2). The strain gauge method for asymmetric joint was developed by the authors and is described in detail. Crack growth ratę and strain energy release ratę G|( were plotted versus time (Fig. 7, 9). No clear-cut transition was observed in the crack length vs. time charac-teristics (Fig. 8) when the crack front was entering the area of varying surface treatment, which can be attributed to the curved crack front (Fig. 10). Explanation of this phenomenon (presumably due to the anticlastic effect of the plates) needs to be considered. Macroscopically, a transition zonę from adhesive to cohesive type of fracture was found to cor-relate with the areas of adherend variable surface treatment (polishing / sandblasting) (Fig. 4, 5). The novel method proposed was found to be satisfactory in that it allows an assessment of the adhesion efftciency of new adhesive systems /new surface treatments using a single specimen with variable surface treatments.

3

Ageing phenomena in structural adhesion

Shanahan M.E.R.

Advances in Materials Science

|

2007

|

Vol. 7, nr 2(12)

159-166

EN

Structural adhesion is becoming more and more prevalent in various industrial applications, notably in transport. Apart from the many advantages of adhesive bonding (weight-saving, stress reduction, possibility to join dissimilar materials, etc…), it must nevertheless be noted that certain disadvantages exist, inc1uding ageing in deleterious liquid environments, particularly water. This note gives a brief overview of aspects of ageing, with particular attention to kinetic features.