Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modern hybrid joints in arospace: modelling and testing

Sadowski T., Balawender T., Śliwa R., Golewski P., Kneć M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 1

163-169

EN

The aim of the paper is to review different types of modern hybrid joints applied in aerospace. We focused on three particular cases: 1) spot welding - adhesive, 2) rivet-bonded and 3) clinch-bonded joints. The numerical models presented in the paper for these joints describe their complex behaviour under mechanical loading. The numerical calculations performed using ABAQUS code were compared to experimental results obtained by application of the Digital Image Correlation system (DIC) ARAMIS. The results investigated within the paper lead to the following major conclusions: - the strengthening of joints by application of adhesive significantly improve static strength, - the final failure of the joined structural system significantly depends on the surface adhesive area, - the stiffening effects of the hybrid joint lead to higher reliability and durability of the structural joints.

PL

W pracy dokonano przeglądu różnych typów połączeń hybrydowych stosowanych w lotnictwie. Szczególną uwagę zwrócono na trzy typy połączeń: 1) zgrzewanie punktowe - klejenie, 2) nitowanie - klejenie, 3) klinczowanie - klejenie. Modele numeryczne złączy zawarte w pracy, ujawniają złożoną i trudną do przewidzenia reakcję tych złączy na obciążenia mechaniczne. Obliczenia numeryczne porównano z wynikami eksperymentalnymi otrzymanymi za pomocą bezdotykowego systemu pomiaru odkształcen i naprężeń (DIC) ARAMIS. Główne wnioski z prezentowanych badań: - zastosowanie kleju powoduje istotne zwiększenie wytrzymałości statycznej testowanych połączeń, - na końcowy efekt zniszczenia złącza hybrydowego znaczący wpływ ma powierzchnia złącza klejowego, - zwiększona sztywność złączy hybrydowych powoduje, że mają one większą niezawodność i trwałość jako połączenia konstrukcyjne.

2

Application of DIC technique for monitoring of deformation process of SPR hybrid joints

Sadowski T., Kneć M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 1

119-125

EN

Digital Image Correlation (DIC) technique gives possibility to observe deformation process in many applications including self-piercing riveting (SPR) hybrid joint. The hybrid SPR joint consists of simple SPR joint made of two adherends, steel tubular rivet (total length of 5 mm) and an adhesive. The adhesive was applied before piercing process. For specimen preparation two different aluminum alloys were used: 2024 and 5005 (2mm thickness both) with tensile strength 400 and 160MPa, respectively. For better understanding of joint forming process and to allow DIC strains observation during the joint creation, a special holder was designed with precisely polished die. The tests were performed by application of the 100kN servo-hydraulic machine, which recorded time, load, displacement and was synchronized with the DIC system. The joint forming process was carried out with 2 mm/min constant speed. During piercing process rivet and upper surface of the adherend were observed and the major strain states were estimated. The uniaxial tensile tests of single lap joints (SLJ) up to the final failure were performed and the displacements and the strains were recorded. In particular the rivet deformation was observed also during the whole loading process. The hybrid SPR joints are very effective, because the load capacity and energy absorption increase more than 1.5 times in comparison to the simple SPR joints.

PL

Technika Cyfrowej Korelacji obrazu (DIC) pozwala na obserwacje procesów deformacji w róznych aplikacjach - w tym dla hybrydowych połączeń typu SPR (przebijanych za pomocą nita). Hybrydowe połaczenie typu SPR składa sie ze standardowego połączenia SPR - próbka jednozakładowa przebitą stalowym nitem pół-rurkowym (długosc całkowita 5 mm) oraz warstwy kleju pomiędzy zakładkami naniesionego przed procesem przebijania. Do stworzenia próbek zostały użyte dwa typu aluminium o różnej plastyczności 2024 i 5005 o grubości 2 mm każdy i wytrzymałości odpowiednio 400MPa i 160 MPa. W celu pełniejszego zrozumienia procesu formowania sie złacza został zaprojektowany specjalny uchwyt z precyzyjnie wyszlifowana matryca. Badania zostały przeprowadzone przy pomocy maszyny osiowej o zakresie 100kN, zsynchronizowana z systemem DIC. Proces tworzenia sie złącza był prowadzony ze stałą prędkością 2 mm/min. Podczas procesu tworzenia złącza obserwowano nit oraz górną powierzchnię łączonych blach i główne odkształcenia zostały wyznaczone. Badania przeprowadzono na próbkach zakładkowych do ich zniszczenia rejestrujac przemieszczenia i odkształcenia. W szczególnosci obserwowano deformacje nita w całym procesie deformacji. Hybrydowe połączenia typu SPR sa bardzo efektywne, ponieważ uzyskuje się wzrost siły przenoszonej przez połączenie i energii absorbowanej ponad 1.5 raza większych w porównaniu do prostego złącza typu SPR.

3

Technological problems and experimental investigation of hybrid: clinched - adhesively bonded joint

Balawender T., Sadowski T., Kneć M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 2

438-446

EN

The choice of proper joining technology is an essential aspect of designing and manufacturing activity. New product designs enforce joining different materials in a new joining method. Clinching is a relatively new joining technology in which sheet metal parts are deformed locally without use of any additional element. Combining clinching with adhesive bonding seems to be interesting hybrid joining method with new potential applications in manufacturing industry. The paper deals with discussion of technological aspects and experimental investigations of clinched lap joints of different metal strips combined with their adhesive bonding, which can be applied for different branches of engineering. The main purpose of using different types of sheet metals was to analyze their influences on the geometry and mechanical strength of the clinched joint. The experiments with application of Digital Image Correlation (DIC) system ARAMIS allowed for exact monitoring of the deformation process of considered hybrid joint. The clinched joint test specimens were carried out with laboratory test-stand which consisted of a pair of tools (punch and die) attached to C-frame hydraulic press.

PL

Wybór właściwej technologii łączenia stanowi istotny aspekt projektowania i wytwarzania. Projektowanie nowych produktów wymusza łączenie różnych materiałów za pomocą nowych technologii. Łączenie przetłaczaniem (klinczowanie) jest relatywnie nową technologią, w której różne części metalowe łączone są poprzez lokalną deformację bez zastosowania dodatkowych elementów. Równoczesne zastosowanie klinczowania i klejenia łączonych elementów jest interesującą propozycją hybrydowego połączenia z nowymi potencjalnymi możliwościami zastosowania w przemyśle wytwórczym. W pracy przedyskutowano aspekty technologiczne i badania eksperymentalne klinczowych połączeń zakładkowych wykonanych z różnych materiałów w połączeniu z techniką klejenia, które mogą być zastosowane w różnych gałęziach inżynierii. Głównym celem pracy było zastosowanie różnych materiałów metalicznych, aby przeanalizować ich wpływ na geometrię i mechaniczną wytrzymałość połączeń hybrydowych. Badania wspomagane były przy pomocy cyfrowego systemu przetwarzania obrazów ARAMIS, który pozwala na dokładne monitorowanie całego procesu deformacji rozpatrywanego połączenia hybrydowego. Złącza klinczowe na próbkach stosowanych w badaniach wykonywano na laboratoryjnym stanowisku badawczym wyposażonym w prasę ramową typu C z zamontowanym zestawem narzędzi (stemplem i matrycą).

4

Experimental and numerical investigation of plywood progressive failure in CT tests

Ivanov I. V., Sadowski T., Filipiak M., Kneć M.

Budownictwo i Architektura

|

2008

|

vol. 2, nr 1

79-94

EN

The plywood is considered as a layered cross-ply unidirectional fibre reinforced composite. The experimental Compact Tension (CT) tests carried out in different directions of plywood fibre orientation show that the characteristics of damages are fibre bundle rupture, matrix cracking along the fibres, and delamination at the ply interlayers of glue. The plywood CT specimens are modelled by continuum shell and cohesive finite elements with damage evolution in material models. The Finite Element (FE) model simulates the experimental behaviour of plywood samples very well and allows deep investigation of the different types of damage development and interaction. The FE model of plywood is useful for its lay-up optimization and for development of very efficient in large-scale simulations computational models of plywood.