Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Krótkoterminowe testy pełzania ścinanych połączeń klejonych w kompozytach drewniano-betonowych

Śliwa-Wieczorek Klaudia, Derkowski Wit, Binder Eva

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 2

6--10

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań krótkotrwałych i reologicznych przyrostu odkształceń w teście wypychania (push-out test) w przypadku dwuzakładkowych połączeń klejonych. Łącznie przebadano 15 próbek złożonych z elementów wykonanych z drewna klejonego krzyżowo (CLT) oraz prefabrykowanych płyt betonowych. Połączenie między elementami wykonano jako klejone z użyciem innowacyjnych prefabrykowanych złączy podatnych o grubości 3 mm, w trzech konfiguracjach powierzchni klejenia. Celem badań było określenie wpływu geometrii połączenia klejonego na początkowy przyrost odkształceń w czasie. Wykazano, że pełzanie przebiega nieliniowo w czasie t1 = 800 s niezależnie od powierzchni klejenia, a następnie zwiększa się w sposób liniowy. W przeprowadzonych badaniach złączy pasmowych uzyskano przyrost początkowego pełzania o ok. 10% mniejszy w przypadku złączy ułożonych w kierunku obciążenia niż w kierunku prostopadłym. Wykazano również, że wartości pełzania nie są wprost proporcjonalne do wielkości naprężenia ścinającego.

EN

This paper presents the results of a study of short-term rheological strain increments in a push-out test for double-lap glued joints. A total of 15 specimens consisting of cross laminated timber (CLT) elements and precast concrete slabs were tested. The joint between the elements was made as a glued joint using innovative 3 mm thick prefabricated flexible joints in three bonding configurations. The aim of the study was to investigate the influence of the adhesive joint geometry (type A with 600 cm2 glue, B - 200 cm2 in strips parallel to the load axis and C - 200 cm2 in strips in the perpendicular direction) on the initial deformation increase over time. Creep phenomenon was shown to be nonlinear for an initial time range of t1 = 800 s regardless of the adhesive area, and then to increase in a linear manner. In the tests carried out on strip joints, the increments of initial creep were obtained to be about 10% smaller for joints arranged in the load direction than for those arranged in the perpendicular one. It was also shown that the creep values are not directly proportional to the magnitude of the shear stress.

2

The influence of adhesive material properties on the impact strength of adhesive block joints

Komorek Andrzej, Godzimirski Jan, Imiłowski Szymon

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2023

|

nr 4

20--27

EN

Adhesive joints are becoming increasingly popular in the construction of aircraft and other means of transport. Today, bonding is mainly used in the construction of helicopter fuselages, wings or lifting rotors. The increased popularity of bonding is forcing designers to seek new and improve research methods as well as enhancing the existing test methods which specify the static, fatigue or impact strength of joints. A variety of tests are used to determine the strength of structures, although new ones are constantly being sought so as to be applied more quickly and without specialised equipment. Current testing standards are also being modified in order to speed up and simplify the testing process, resulting in safer structures that use adhesive joints. The aim of the research presented in this paper was to test whether there is a relationship between the mechanical properties of adhesive materials and the impact strength of adhesive block joints with a cylindrical top element. Construction steel S235JR, commercially marked wear-resistant steel Raex 400 and 2017A aluminium alloy were used for the manufacture of the samples. From each material, 10 samples were prepared with upper elements of different diameters, namely: 17.8 mm, 12.6 mm and 8.9 mm. A pendulum hammer was used to determine the strength of the adhesive joint against dynamic load application. For the sake of the research, the authors used a modified PN-EN ISO 9653 with a mounted hammer equal to the maximum energy of 15 J. Lower failure energy was characteristic of samples made from material with a lower value of Young's modulus (aluminum alloy) and from steel with a lower yield strength. The joint failure energy grew with increasing the joint area, which was approximately parabolic.

PL

Połączenia klejowe są coraz bardziej popularne w konstrukcji statków powietrznych oraz innych środków transportu. Dziś klejenie stosuje się głównie przy budowie kadłubów, skrzydeł lub wirników nośnych śmigłowców. Zwiększenie popularności klejenia zmusza konstruktorów do poszukiwania nowych oraz udoskonalania istniejących metod badawczych określających wytrzymałość połączeń statyczną, zmęczeniową czy udarową. Stosuje się różnorodne badania by określić wytrzymałość konstrukcji, lecz wciąż poszukiwane są nowe, które można stosować szybciej oraz bez specjalistycznego wyposażenia. Także obecne normy badawcze są modyfikowane by przyśpieszyć oraz uprościć proces badawczy co skutkuje zwiększeniem bezpieczeństwa konstrukcji w których wykorzystano połączenia klejowe. Celem przedstawionych w artykule badań było sprawdzenie czy istnieje zależność pomiędzy właściwościami mechanicznymi materiałów klejonych i wytrzymałością udarową połączeń klejowych blokowych z górnym elementem o kształcie cylindrycznym. Do wykonania próbek wykorzystano stal konstrukcyjną S235JR, stal trudnościeralną o oznaczeniu handlowym Raex 400, oraz stop aluminium 2017A. Z każdego materiału przygotowano po 10 próbek z górnymi elementami o różnej średnicy, mianowicie: 17,8 mm, 12,6 mm oraz 8,9 mm. W celu określenia wytrzymałości połączenia klejowego na dynamiczne przyłożenie obciążenia wykorzystano młot wahadłowy. Do badania wykorzystano zmodyfikowaną normę PN-EN ISO 9653 z zamontowanym młotem o maksymalnej energii wynoszącej 15 J. Niższa energia niszczenia cechowała próbki wykonane z materiału o mniejszej wartości modułu Younga (stopu aluminium) oraz ze stali o mniejszej granicy plastyczności. Energia niszczenia połączeń rosła wraz ze wzrostem powierzchni spoin - w przybliżeniu parabolicznie.

3

Analysis of the effect of assembly joints technology on the strength of adhesive joints of poly(methyl methacrylate) (pmma) used in advertising elements

Rudawska Anna, Penkała Piotr, Miszczuk Bartosz, Stančeková Dana

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2023

|

nr 2

3--10

EN

The aim of the article was to present issues related to the influence of the assembly joints technology (the type of adhesive material and the adhesive application) on the strength of the adhesive joints of poly(methyl methacrylate) (PMMA) used in the production of advertising elements. Angular adhesive joints, which are one of the types of joints made in the construction of advertising elements, were used in the study. The bonded material was poly(methyl methacrylate) (PMMA) of 8 mm thick. Two types of adhesives were used to make the adhesive joints: one-component solvent-based adhesives and methylene chloride as a solvent. Experimental tests determined the wettability of the surface of the adherends (with and without a protective coating) and the work of adhesion based on the measurement of the contact angle, as well as the strength of adhesive joints in accordance with the ISO 4578 standard. Based on the results of strength tests, it can be seen that the use of a solvent allows for obtaining equally strong joints as with the use of solvent-based adhesives. The purposefulness of using coatings protecting not only against dirt or mechanical damage in the form of scratches was also confirmed, but also the possibility of increasing (security) adhesive properties, defined in this case by wettability.

PL

Celem artykułu było przedstawienie zagadnień związanych z wpływem technologii połączeń montażowych (rodzaju materiału klejącego i sposobu aplikacji kleju) na wytrzymałość połączeń klejowych z poli(metakrylanu metylu) (PMMA) stosowanych w produkcji elementów reklamowych. W badaniach wykorzystano połączenia klejowe kątowe, które są jednym z rodzajów połączeń wykonywanych w konstrukcji elementów reklamowych. Łączonym materiałem był poli(metakrylan metylu) (PMMA) o grubości 8 mm. Do wykonania połączeń klejowych zastosowano dwa rodzaje jednoskładnikowych klejów rozpuszczalnikowych oraz chlorek metylenu, jako rozpuszczalnik. W badaniach doświadczalnych określono zwilżalność powierzchni klejonych elementów (z powłoką ochronną i bez) oraz pracę adhezyjną na podstawie pomiaru kąta zwilżania, a także wytrzymałość połączeń klejowych zgodnie z normą ISO 4578. Na podstawie wyników badań wytrzymałościowych można stwierdzić, że zastosowanie rozpuszczalnika pozwala na uzyskanie połączeń równie wytrzymałych, jak przy zastosowaniu klejów rozpuszczalnikowych. Potwierdzono również celowość stosowania powłok zabezpieczających nie tylko przed zabrudzeniami czy uszkodzeniami mechanicznymi w postaci zarysowań, ale także w celu zwiększenia (zabezpieczenia) właściwości adhezyjnych, określanych w tym przypadku przez zwilżalność.

4

Application of genetic algorithm for double-lap adhesive joint design

Kurennov Sergei, Barakhov Konstantin, Polyakov Olexander, Taranenko Igor

Archive of Mechanical Engineering

|

2023

|

LXX, nr 1

27--42

EN

The problem of optimal design of symmetrical double-lap adhesive joint is considered. It is assumed that the main plate has constant thickness, while the thickness of the doublers can vary along the joint length. The optimization problem consists in finding optimal length of the joint and an optimal cross-section of the doublers, which provide minimum structural mass at given strength constraints. The classical Goland-Reissner model was used to describe the joint stress state. A corresponding system of differential equations with variable coefficients was solved using the finite difference method. Genetic optimization algorithm was used for numerical solution of the optimization problem. In this case, Fourier series were used to describe doubler thickness variation along the joint length. This solution ensures smoothness of the desired function. Two model problems were solved. It is shown that the length and optimal shape of the doubler depend on the design load.

5

Effect of overlap length on the strength of adhesive joints of steel sheets

Doluk Elżbieta, Rudawska Anna, Miturska-Barańska Izabela, Ogrodniczek Jacek

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2022

|

nr 4

3--6

EN

The study evaluates the shear strength of the single-lap adhesive joints made of C45 carbon steel. The influence of the overlap length on the shear strength of the adhesive joint was tested. The elongation of the samples was also tested. Before the bonding process, the samples were treated with P180 abrasive paper and degreased. The adhesive joints were made using the Epidian 53/Z1/100:10 adhesive composition. The strength tests were carried out on a Zwick/Roell Z150 testing machine. The maximum value of the shear strength was obtained for the lap Lz1 = 13 mm and the minimum for Lz4 = 19 mm.

PL

W pracy dokonano oceny wpływu długości zakładki na wytrzymałość na ścinanie jednozakładkowych połączeń klejonych wykonanych ze stali węglowej C45. Podczas eksperymentu zbadano także wydłużenie próbek. Przed rozpoczęciem procesu klejenia próbki zostały obrobione papierem ściernym P180 i odtłuszczone. Połączenia klejowe wykonano przy użyciu kompozycji klejowej Epidian 53/Z1/100:10. Badania wytrzymałościowe przeprowadzono na maszynie wytrzymałościowej Zwick/Roell Z150. Maksymalną wartość wytrzymałości na ścinanie uzyskano dla długości zakładki Lz1 = 13 mm, a minimalną dla Lz4 = 19 mm.

6

The influence of the directivity of the geometric structure on the load capacity of single-lap adhesive joints

Zielecki Władysław, Bąk Łukasz, Guźla Ewelina

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2021

|

nr 2

36--43

PL

Celem pracy było zbadanie wpływu kierunkowości struktury geometrycznej, uzyskanej w procesie szlifowania, na nośność jednozakładkowych połączeń klejowych wykonanych ze stali S235JR oraz ze stopu aluminium 2024-T3. Badania przeprowadzono dla pięciu różnych wariantów połączeń różniących się kierunkiem szlifowania i ułożeniem szlifowanych powierzchni klejonych względem siebie. Wyniki badań wskazują, że w przypadku połączeń ze stali, najkorzystniejszym rozwiązaniem pod względem nośności złącza jest szlifowanie powierzchni klejonych pod kątem 45 ̊ względem kierunku działania siły obciążającej złącze i sklejenie ich w taki sposób, aby utworzona tekstura się krzyżowała (nośność połączeń Pt = 4667,36 N). Natomiast w przypadku połączeń ze stopu aluminium, najkorzystniejszym rozwiązaniem jest szlifowanie powierzchni klejonych prostopadle względem kierunku działania siły obciążającej złącze (nośność połączeń Pt = 3210,46 N). Wyniki testu znaczących różnic (test-t) wskazują, że w przyjętym zakresie zmienności parametrów wejściowych, kierunkowość struktury geometrycznej ma istotny wpływ na nośność połączeń klejowych.

EN

The aim of the work was to investigate the influence of the directivity of the geometric structure obtained in the grinding process on the load capacity of single-lap adhesive joints made of steel S235JR and aluminum alloy 2024-T3. The research was carried out for five different variants of joints differing in the direction of grinding and the arrangement of the ground surfaces to each other. The test results show that in the case of steel joints, the most advantageous solution in terms of joint load capacity is grinding the adhesive surfaces at an angle of 45 ̊ to the direction of the force loading the joint and connecting them in such a way that the created texture crosses (joint load capacity Pt = 4667.36 N). However, in the case of joints made of aluminum alloy, the best solution is to grind the adhesive surfaces perpendicular to the direction of the force loading the joint (joint load capacity Pt = 3210.46 N). The results of the significant difference test (test-t) show that in the assumed range of variability of the input parameters, the directionality of the geometric structure has a significant impact on the load capacity of the adhesive joints.

7

Effect of the surface treatment on the strength of the single-lap adhesive joints

Doluk Elżbieta, Rudawska Anna, Stančeková Dana

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2021

|

nr 1

18--22

PL

W artykule przeanalizowano wytrzymałość na ścinanie jednozakładkowych połączeń klejowych wykonanych z ocynkowanej powłoki blachy stalowej. Obróbkę mechaniczną próbek przeprowadzono przy użyciu papierów ściernych P120, P180, P220, P400 i P600. W eksperymencie zastosowano dwa warianty obróbki powierzchni: z odtłuszczaczem i bez odtłuszczacza. Do wykonania połączeń użyto dwuskładnikowego kleju epoksydowego Epidian 53/IDA/100:40. Badania wytrzymałościowe przeprowadzono na maszynie wytrzymałościowej Zwick/Roell Z150, norma PN-EN 1465. W artykule zamieszczono również wyniki pomiaru siły maksymalnej oraz wartości parametrów chropowatości powierzchni (Ra, Rz, Rq) próbek przygotowanych bez odtłuszczacza. Pomiary parametrów chropowatości powierzchni (Ra, Rz, Rq) wykonano przy użyciu profilometru HOMMEL TESTER T1000, zgodnie z normą PN-EN ISO 4287. Maksymalną wartość wytrzymałości na ścinanie (2,70 MPa) uzyskano dla próbek przygotowanych papierem ściernym P220 z użyciem odtłuszczacza, a najmniejszą (1,02 MPa) dla próbek przygotowanych papierem ściernym P180 z użyciem odtłuszczacza.

EN

The paper analyzed the shear strength of the single-lap adhesive joints made of zinc galvanized coat of steel sheet. Mechanical treatment of the samples was carried out using P120, P180, P220, P400 and P600 abrasive papers. In the experiment were used two variants of surface treatment: with a degreaser and without a degreaser.A two-component epoxy adhesive Epidian 53/IDA/100:40 was used to make the joints.The strength tests were carried out on a Zwick/Roell Z150 testing machine, PN-EN 1465 standard. The article contains also the results of the maximum force and the values of the surface roughness parameters (Ra, Rz, Rq) of the samples prepared without a degreaser. The measurements of surface roughness parameters (Ra, Rz, Rq) were made using a HOMMEL TESTER T1000 profilometer, according to PN-EN ISO 4287. The maximum value of the shear strength (2.70 MPa) was obtained for the samples prepared with P220 abrasive paper using a degreaser and the lowest (1.02 MPa) for the samples prepared with P180 abrasive paper using a degreaser.

8

Effect of Adhesive Joint End Shapes on the Ultimate Load-Bearing Capacity of Carbon Fibre-Reinforced Polymer/Steel Bonded Joints

Kowal Maciej

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2021

|

Vol. 15, no 4

299--310

EN

This paper reports the experimental results of a study investigating the effect of adhesive joint end shapes on the load-bearing capacity of carbon fibre-reinforce polymer (CFRP) and steel bonded joints. In the study, samples with new proprietary types of CFRP strip ends were examined. All samples were subjected to tensile quasi-static loading with a load rate of 1.5 mm/min. A total of 60 samples with CFRP/steel single overlap joints were tested to determine their ultimate load-bearing capacity, effective bond length and failure modes for the above variables. 8 joint end shapes of normal CFRP modulus with three lengths of CFRP overlap and one CFRP cross section (20 x 1.4 mm) were used in this study. Laboratory test results showed that joint end shape has visible effect on the load capacity of the CFRP/steel bonded joints. The load-bearing capacity of the samples with a regular joint end was up to 28 % lower than that of the samples with a plan-shaped end and 30 % lower than that of the samples with a chamfered end with adhesive outflow. The differences in the results decreased with increase in joint end length towards the effective end length.

9

Comparative Tests of Shear Strength of Adhesive Lap Joints after Thermal Shocks

Kłonica Mariusz, Bielawski Radosław, Żokowski Mariusz

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2021

|

Vol. 15, no 4

364--375

EN

This work presents the results of comparative tests for the determination of Young’s modulus and the static shear strength of adhesive lap joints, based on grade 316L steel. The tests also concerned the determination of the glass transition temperature of a certain adhesive composition: Epidian 57 epoxy resin with a 10% Z1 hardener content. The paper shows the test results for the surface free energy and selected surface roughness parameters, including photographs of the test specimens after destructive testing. The tests were comparative and performed on adhesive joints, with and without exposure to thermal cycling. The scope of the testing included a relatively short thermal cycling run of 500 cycles with a temperature variation of -40°C to +60°C. An analysis was carried out of the results from testing the static shear resistance of specimens manufactured using various methods of adhesive joint seasoning. The experimental test results were statistically processed in compliance with good research practice.

10

Effect of a type of epoxy adhesive on the selected mechanical properties of adhesive joints of the steel sheets

Rudawska Anna

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2020

|

nr 3

47--52

EN

The paper presents the issues related to determination of the strength of the adhesive joints of C45 steel sheets which were made using six types of epoxy adhesives. Epidian 5, Epidian 53 and Epidian 57 epoxy resins and two types of curing agents: polyamide (PAC) and amine (Z-1) were used to prepare the epoxy adhesives compounds. The adhesive joints were subjected to strength tests in accordance with DIN EN 1465. When comparing the results of the shear strength tests of singlelap adhesive joints of C45 steel sheet prepared with the use of the analyzed adhesives, it was noticed that better results were obtained with the use of the adhesive compounds containing the PAC curing agent.

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia związane z określeniem wytrzymałości połączeń klejowych blachy ze stali C45 wykonanych za pomocą 6 wariantów kompozycji epoksydowych. Do wykonania klejów zastosowano trzy rodzaje żywic epoksydowych: Epidina 5, Epidian 53 oraz Epidian 57 oraz dwa rodzaje utwardzaczy poliamidowy (PAC) oraz aminowy (Z-1). Połączenia klejowe poddano badaniom wytrzymałościowym zgodnie z normą DIN EN 1465. Porównując wyniki badań wytrzymałości na ścinanie jednozakładkowych połączeń klejowych blachy ze stali C45 przygotowanych za pomocą analizowanych klejów zauważono, że lepsze efekty uzyskano przy wykorzystaniu kompozycji klejowej zawierającej utwardzacz PAC.

11

Non-destructive holographic vibrometric testing of the adhesive joint in metal-polymer laminates

Nowak-Grzebyta Jagoda, Meijer Frans, Stachowska Ewa

Polimery

|

2020

|

T. 65, nr 7-8

572--577

EN

The possibility to detect defects in polyamide-aluminum composites with pure adhesive connection using holographic vibrometric non-destructive testing (NDT) was investigated. Clear differences could be observed in the phase of vibration patterns and amplitudes, registered with nanometric resolution, between a correct and a defective adhesive connection.

PL

Zbadano możliwość wykorzystania cyfrowej holograficznej wibrometrii – nieniszczącej metody testowania (NDT) – do wykrywania defektów połączeń adhezyjnych w kompozytach poliamidowo-aluminiowych. Zaobserwowano istotne różnice między uzyskanymi rozkładami drgań i ich amplitudami, mierzonymi z nanometryczną rozdzielczością, w wypadku próbek z połączeniem adhezyjnym bez defektu oraz z defektem.

12

Tests on the Mechanical Properties of Polymers in the Aspect of an Attempt to Determine the Parameters of the Mooney-Rivlin Hyperelastic Model

Śliwa-Wieczorek Klaudia, Zając Bogusław, Kozik Tomasz

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2020

|

Vol. 30, no. 2

1--14

EN

The article presents testing of the mechanical properties of SIKA® polymer adhesives of the type PBM, PMM, PM, and PSM in the aspect of an attempt to determine the parameters of the Mooney-Rivlin hyperelastic model. The article contains a literature review on developed models for hyperelastic materials as well as a description of the author’s own results obtained in monaxial tensile and monaxial compression tests conducted on oars and cylindrical samples, respectively. Furthermore, the results of modeling of Mooney-Rivlin hyperelastic model parameters are shown in relation to the value of average parameters for polymers after both a week and a month-and-a-half of ripening.

13

Tests of polymeric adhesive joints in aspect of their application in prefabricated timber structures

Śliwa-Wieczorek Klaudia, Zając Bogusław, Kozik Tomasz

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 1

113--125

EN

The article concerns modern, flexible adhesive joints, which might be used in timber construction. The article discusses the test results carried out for timber elements joints using polymeric adhesives produced by Sika®. The scope of the tests includes the analysis of strength criteria, tests of polymer adhesion to the timber with a pull-off method, tests of polymer layer shearing between timber elements as well as examination of bending of timber elements joined with polymer. The conclusions indicate the types of these polymers which are recommended for the creation of polymeric joints of timber-polymeric type in timber constructions.

PL

Dynamiczny rozwój połączeń klejowych, umożliwia ich zastosowanie już nie tylko w naprawach, czy wzmocnieniach głównie konstrukcji żelbetowych oraz murowych. Coraz częściej mówi się o zastąpieniu tradycyjnych łączników przez połączenia klejowe. Szczególnie interesujący jest rozwój połączeń na bazie polimerów w zastosowaniu w konstrukcjach drewnianych, który umożliwia eliminację lub znaczne ograniczenie występowania zjawiska koncentracji naprężeń, jak ma to miejsce w przypadku najbardziej powszechnych połączeń trzpieniowych. Szczególne znaczenie ma eliminacja tego zjawiska w obiektach drewnianych, poddanych oddziaływaniu silnych wiatrów, trzęsień ziemi, czy też dużych gradientów temperaturowych oraz wilgotności. Głównym celem artykułu jest omówienie wyników badań przeprowadzonych dla połączeń elementów drewnianych przy wykorzystaniu podatnych klejów polimerowych produkcji Sika®. Zakres badań obejmuje analizę kryteriów wytrzymałościowych, badania przyczepności polimeru do drewna metodą pull-off (na odrywanie), badania ścinania warstwy polimeru pomiędzy elementami drewnianymi oraz badania zginania elementów drewnianych zespolonych polimerem.

14

The Influence of Technological Factors on the Strength of Adhesive Joints of Steel Sheets

Doluk Elżbieta, Rudawska Anna, Brunella Valentina

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2020

|

Vol. 14, no 1

107--115

EN

The paper evaluates the effect of the surface treatment on the strength of the single‑lap adhesive joints made of the C45 steel. The samples were joined using an adhesive composition consisting of Epidian 57 epoxy resin and PAC curing agent. The study also used Greinplast mosaic plaster with a grain size of 1.0–1.6 mm as coating. The experiment was carried out for 3 variants of joints: sheet/sheet, sheet+plaster/sheet+plaster, sheet/sheet+plaster. Each variant was divided into 3 methods of surface treatment. The strength tests were carried out on the Zwick/Roell Z150 testing machine. The roughness parameters of the surface’s samples were measured using a HOMMEL TESTER T1000 profilometer.

15

Condition monitoring of crack extension in the reinforced adhesive joint by carbon nanotubes

Sam-Daliri Omid, Farahani Mohammadreza, Araei Alireza

Welding Technology Review

|

2019

|

R. 91, nr 12

7--15

EN

Carbon nanotubes (CNT) are ideally suited to be employed for damage sensing in fiber reinforced composite structures. In this work, the capability of CNTs for crack extension of a single lap Al-Al adhesive joints (SLJ) under shear load is studied using electrical resistance change. Different weight percent of CNT are added to epoxy adhesive. Epoxy adhesive with high concentration of CNT is obtained during shear loading to have the maximum strength and provide the best sensory properties. To provide a more concise evaluation of the crack extension in the adhesive layer under shear load, artificial defects are embedded into the SLJ specimens. The effects of square and circular defects with two different sizes on the crack extension in the adhesive layer are evaluated. The results showed that the maximum relative resistance change has occurred by 220% when the microcracks are initiated and accordingly developed from the nanoadhesive and changed its direction from the Square defect boundary. Additionally, in comparison with interface fracture in defective adhesive joint, when a part of crack grows through the adhesive layer, the resistance change showed higher values.

PL

Nanorurki węglowe (ang. Carbon Nanotubes CNT) nadają się do zastosowania w wykrywaniu uszkodzeń w strukturach kompozytowych wzmacnianych włóknami. W pracy tej badana jest zdolność CNT do propagacji pęknięć w jednozakładkowych połączeniach klejowych Al-Al (SLJ) pod obciążeniem ścinającym przy użyciu zmiany oporu elektrycznego. Do kleju epoksydowego dodawano CNT o różnym procentowym stężeniu wagowym. Klej epoksydowy o wysokim stężeniu CNT uzyskuje się podczas obciążenia ścinającego, aby uzyskać maksymalną wytrzymałość i zapewnić najlepsze właściwości sensoryczne. Aby zapewnić bardziej zwięzłą ocenę propagacji pęknięcia w warstwie klejowej pod obciążeniem ścinającym, sztuczne wady zostały osadzone w próbkach SLJ. Ocenie poddano wpływ kwadratowych i kołowych wad o dwóch różnych rozmiarach na propagację pęknięcia w warstwie klejowej. Wyniki wskazują, że maksymalna względna zmiana rezystancji wyniosła 220%, kiedy mikropęknięcia są inicjowane i odpowiednio rozwijane z nanokleju i zmieniają swój kierunek od granicy kwadratowego defektu. Dodatkowo, w porównaniu z pęknięciem powierzchni styku w uszkodzonym połączeniu klejowym, gdy część pęknięcia rośnie przez warstwę kleju, zmiana rezystancji wykazała wyższe wartości.

16

Preliminary examinations of impact strength of adhesive lap joints

Godzimirski Jan, Pniewski Roman, Komorek Andrzej, Chodurski Damian

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2019

|

nr 4

13--17

EN

he research into the impact strength of adhesive joints has been carried out since the 1980s, however, so far no universal method has been developed so as to ensure obtaining useful results. The article presents the authors’ own methodology of investigating the impact strength of adhesive joints, developed in Polish military universities. The methodology utilizes adhesive lap joint samples as an object of research. The device for conducting the experimental research was a pendulum hammer of the maximum energy equal to 25 J. The tests were conducted on samples, whose elements were made of an aluminium alloy, joined by means of two construction adhesives with significantly different properties (Young's modulus). The test samples were modelled on the samples exploited in the testing of static adhesive joints. As a result of the preliminary investigations, it was found that the proposed methodology can be used to determine the impact strength of adhesive connections. In addition, it was found that there is a clear relationship between adhesive connections and the stiffness of glue which makes the connection.

PL

Badania udarności połączeń klejowych są prowadzone od lat 80-tych XX w., jednak dotychczas nie opracowano uniwersalnej metody zapewniającej uzyskiwanie użytecznych wyników. W artykule zaprezentowano autorską, opracowaną w polskich uczelniach wojskowych metodykę udarnościowych badań połączeń klejowych wykorzystującą jako obiekt badań próbki zakładkowe. Jako urządzenie do prowadzenia badań eksperymentalnych zastosowano młot wahadłowy o maksymalnej energii 25 J. Badania realizowano na próbkach, w których elementy wykonane ze stopu aluminium łączono dwoma klejami konstrukcyjnymi o znacznie różniących się właściwościach (module Younga). Próbki do badań wzorowano na próbkach stosowanych w badaniach właściwości statycznych połączeń klejowych. W wyniku przeprowadzonych badań wstępnych stwierdzono, że zaproponowana metodyka może być stosowana do wyznaczania udarności połączeń klejowych. Dodatkowo, potwierdzono wyraźną zależność udarności połączeń klejowych od sztywności kleju tworzącego połączenie.

17

Prediction of adhesive joints strength based on the modified De Bruyn method using the numerical methods

Domińczuk Jacek

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2019

|

nr 3

37--41

EN

The paper presents a numerical model, based on artificial intelligence, to predict the strength of adhesive joints on basis of the modified De Bruyn method. The model was built using the results of research on destructive force of adhesive joints of steel sheets. Input variables for the model were: the thickness of the materials to be joined, the length of the overlap, the geometrical development of the surface and the thickness of the adhesive layer. The obtained model was tested on correctness of representing of the impact of individual variables on the strength of the joint, represented by the value of stress from the destructive force of the adhesive joint in the combined material. Based on the obtained results, it was possible to extend this forecasting method with further factors affecting the strength of adhesive joints, including energy parameters.

PL

W artykule przedstawiono model numeryczny oparty na sztucznej inteligencji służący przewidywaniu wytrzymałości połączeń klejowych w oparciu o modyfikowaną metodę De Bruyna. Model ten zbudowano posługując się wynikami badań laboratoryjnych pomiaru siły niszczącej połączenie klejowe blach stalowych. Jako zmienne wejściowe przyjęto grubość łączonych materiałów, długość zakładki, rozwinięcie geometryczne powierzchni i grubość spoiny klejowej. Uzyskany model poddano ocenie poprawności odwzorowania wpływu poszczególnych zmiennych na wytrzymałość połączenia reprezentowaną przez wartość naprężenia w łączonym materiale pochodzącego od siły niszczącej połączenie klejowe. W oparciu o uzyskane wyniki stwierdzono możliwość poszerzenia tej metody prognozowania o kolejne czynniki mające wpływ na wytrzymałość połączeń klejowych w tym o parametry energetyczne.

18

Devices for the samples preparation for determination of impact strength of adhesive joints tested to clevage

Komorek Andrzej, Olesiejuk Konrad, Przybyłek Paweł, Szczepaniak Robert

Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji

|

2019

|

no. 4

99--107

EN

The impact strength tests of adhesive joints loaded for cleavage using a wedge-shaped impactor are generally described in the Polish Standard PN-EN ISO 11343. In order to conduct the tests, it is necessary to prepare bonded samples consisting of two specially formed elements. To form sample elements, it is necessary to take advantage of a special device, which is not adequately described in the standard. In view of the fact that the test method is quite common, some information, however general, with regard to the moulding device is available in the literature. Therefore, the authors have developed a device which was later validated in research with sample elements made from steel and an aluminium alloy. After the formation of adherends, it is necessary to connect them by means of a glued joint; however, it also requires a special handle due to an unusual shape of the samples. The handle is to stabilize samples and generate an appropriate clam required in the process of bonding at the time of making the connection. Both newly designed devices were made as prototypes so as to be able to check the correct operation of the designed constructions. Various tests were made in which the sample elements were moulded until obtaining a proper shape. During the test, particular elements of the device were adjusted so that the shape of the obtained samples would be in compliance with the parameters specified in the standard. On completion of the adjustments, it was possible to obtain specific repeatable elements. The obtained samples were inspected visually, and, on this basis, modifications were made. Then successive series of samples were prepared. Finally, the samples were subjected to a quality assessment. The results of the work are presented in the paper.

PL

W artykule zaprezentowano metodykę badań wytrzymałości udarowej połączeń klejowych na rozczepienie z wykorzystaniem impaktora w kształcie klina. Jest to metodyka opisana ogólnie w Polskiej Normie PN-EN ISO 11343, według której prowadzi się badania udarności połączeń klejowych. W celu przeprowadzenia badań wymagane jest przygotowanie próbek klejonych, składających się z dwóch odpowiednio uformowanych elementów. Do formowania elementów próbek niezbędny jest specjalny przyrząd, o którym nie można uzyskać żadnych informacji na podstawie Normy. Ze względu na to, iż metoda badania jest rozpowszechniona w świecie, pewne informacje dotyczące przyrządu formującego dostępne są w literaturze, jednak są to informacje ogólne. Dlatego samodzielnie opracowano tego typu przyrząd i przeprowadzono badania walidacyjne z elementami próbek wykonanymi ze stali i stopu aluminium. Po uformowaniu elementów próbek należy je połączyć za pomocą spoiny klejowej, do czego również jest wymagany specjalizowany uchwyt ze względu na nietypowy kształt próbek. Zadaniem uchwytu jest stabilizacja złożonych próbek oraz wytworzenie odpowiedniego docisku wymaganego w procesie klejenia w czasie wiązania kleju. Obydwa zaprojektowane urządzenia wykonano w formie prototypowej w celu sprawdzenia poprawności działania zaprojektowanych konstrukcji. Przeprowadzono próby kształtowania elementów próbek do wymaganej formy, podczas których poddawano regulacji poszczególne elementy przyrządu, tak aby kształt otrzymanych próbek był zgodny z parametrami określonymi w Normie. Po przeprowadzonych regulacjach możliwe jest uzyskiwania właściwych, powtarzalnych elementów. Powierzchnie klejone uformowanych elementów próbek przygotowano przez obróbkę strumieniowo-ścierną z odtłuszczaniem, a następnie naniesiono klej, złożono i zamocowano w uchwycie do klejenia w celu weryfikacji jego przydatności. Otrzymane próbki poddano oględzinom wzrokowym i na tej podstawie wprowadzono modyfikacje, a następnie wykonywano kolejne serie próbek oraz przeprowadzono ocenę ich jakości. W efekcie powstały dwa specjalizowane, pomocnicze przyrządy do przygotowania próbek do badań udarności. Wyniki badań zaprezentowano w artykule.

19

Wpływ wartości współczynnika sprężystości wzdłużnej kleju na udarność połączeń klejowych blokowych

Rośkowicz M., Godzimirski J., Komorek A., Gąsior J.

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2018

|

nr 3

53--58

PL

Opisane w artykule badania stanowią część poszukiwań autorów, zmierzających do określenia zależności pomiędzy określonymi właściwościami klejów a udarnością wykonanych z ich użyciem połączeń. Kleje konstrukcyjne (jako materiały polimerowe) charakteryzują się różnymi wartościami modułów Younga, wynoszącymi od kilku do prawie 10 000 MPa w temperaturze pokojowej. Wstępne badania wskazują, że powinna istnieć zależność pomiędzy modułem Younga klejów a wytrzymałością udarową wykonanych nimi połączeń. Hipotezę tę zweryfikowano przeprowadzając badania eksperymentalnie i numeryczne połączeń wykonanych klejami o znacznie różniących się wartościach modułów Younga. W celu realizacji badań doświadczalnych przygotowano próbki, w których elementy ze stali S235 łączono klejami epoksydowymi: Epidian 57/Z1 oraz Loctite EA 9492, EA 9480, EA 9450 i EA 9455. Testy połączeń klejowych przeprowadzano za pomocą młota wahadłowego, dedykowanego do badań połączeń klejowych. Maksymalna energia wahadła stosowanego w badaniach wynosiła 15 J. Do określenia udarności badanych połączeń wykorzystano zależność według której, energia zużyta do oderwania górnego elementu próbki w takim teście, czyli energia wytracona przez wahadło, jest miarą wytrzymałości udarowej połączenia klejowego. Modele do obliczeń numerycznych opracowano na podstawie próbek stosowanych w badaniach eksperymentalnych. Przygotowane modele z uwzględnieniem warunków początkowych i brzegowych zostały poddane dynamicznym obliczeniom numerycznym metodą elementów skończonych z wykorzystaniem modułu Explicit Dynamics programu ANSYS. Rezultaty badań eksperymentalnych i numerycznych wyraźnie wskazują na zależność udarności połączeń klejowych blokowych od modułu Younga zastosowanego kleju. Najwyższą udarnością spośród badanych cechują się połączenia wykonane klejami o najniższych modułach Younga.

EN

The research described in this article is part of the authors’ search to determine the relationship between specific properties of adhesives and the impact strength of their joints. At impact loads, there may be a relationship between the adhesive Young’s modulus and the impact strength of the joints made using the adhesive. This hypothesis was verified by conducting experimental and numerical tests of joints made with adhesives of significantly different Young’s modulus values. In order to carry out the experimental tests, samples were prepared with the S235 steel adherends which were joined with epoxy adhesives: Epidian 57/Z1 and Loctite EA 9492, EA 9480, EA 9450 and EA 9455. The tests were carried out using a pendulum hammer dedicated to testing adhesive joints. The maximum energy of the pendulum used in the tests was 15 J. To determine the impact strength of the tested joints, was used the dependence according to which the energy used to detach the upper element of the sample in such a test, i.e. the energy lost by the pendulum, is a measure of the impact strength of the adhesive joint. Models for numerical calculations were developed on the basis of samples used in experimental tests. The prepared models, taking into account the initial and boundary conditions, were subjected to dynamic numerical calculations using the finite element method using the Explicit Dynamics module of the ANSYS program. The results of experimental and numerical tests clearly indicate the dependence of the impact strength of the block adhesive joints on the Young’s modulus of the applied adhesive. The highest impact strength among the tested joints are joints made with the lowest Young’s modulus adhesive.

20

Wpływ operacji odtłuszczania i obróbki mechanicznej na wytrzymałość połączeń klejowych

Rudawska A., Miturska I.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2018

|

T. 24, Nr 2 (182)

38--46

PL

Celem pracy było określenie wpływu wybranych sposobów przygotowania powierzchni na wytrzymałość połączeń klejowych blach stalowych ocynkowanych metodą zanurzeniową, wykonanych za pomocą kleju epoksydowego Epidian 53/Z-1/100:10. Przygotowanie powierzchni łączonych elementów zostało zrealizowano, w następujących wariantach: wariant A, obejmujący obróbkę mechaniczną papierami ściernymi o różnej gradacji bez odtłuszczania oraz wariant B składający się z obróbki mechanicznej i odtłuszczania rozcieńczalnikiem ekstrakcyjnym powierzchni próbek blach przeznaczonych do klejenia. Ocenę wpływu przygotowania powierzchni dokonano na podstawie badań wytrzymałościowych jednozakładowych połączeń klejowych na maszynie wytrzymałościowej Zwick/Roell 150, zgodnie z normą DIN EN 1465. W badaniach przeprowadzono także pomiary wybranych parametrów chropowatości powierzchni w celu oceny struktury geometrycznej po obróbce mechanicznej papierami ściernymi o różnej gradacji. Na podstawie wyników badań zauważono, że zastosowanie podczas przygotowywania powierzchni do klejenia odtłuszczacza, jakim był rozcieńczalnik ekstrakcyjny, wpłynęło korzystnie na wzrost wytrzymałości na ścinanie połączeń klejowych, w porównaniu do wytrzymałości połączeń, w których zastosowano jedynie obróbkę mechaniczną.

EN

The purpose of the article was to determine the influence of selected surface preparation methods on the adhesive joints strength of hot-dip zinc coated steel sheets, prepared by Epidian 53/Z-1/100:10 epoxy adhesive. The surface treatment of the adherends has been carried out in the following variants: Variant A, comprising mechanical treatment with abrasive papers of various gradation without degreasing, and Variant B consisting of mechanical treatment and degreasing with extractor diluents of the surface of the adherends samples. The assessment of the impact of surface preparation was made on the basis of strength tests of single-lap adhesive joints on the Zwick/Roell 150 testing machine, according to DIN EN 1465 standard. The tests also included measurements of selected surface roughness parameters to evaluate the geometrical structure after machining with abrasive papers of various gradations. Based on the results of the research, it was noticed that the use of a degreaser during the preparation of the degreaser surface, which was an axtractor diluents, had a positive effect on the shear strength of the adhesive joints compared to the joints strength in which only mechanical treatment was applied.