Statické a únavové charakteristiky trnových spojů kov-kompozit

Static and Fatigue Characteristics of Pinned Metal-Composite Joints

journal article in Web of Science

en

Metal-composite joining methods currently rely almost exclusively on the adhesive bonding, the application of mechanical fasteners or a combination of the methods, the pros and cons of which are well known. In this article, a manufacturing-oriented solution for increasing the static and fatigue characteristics of metal-composite bolted T-joints loaded in the out-of-plane direction by reinforcing the composite basement with a thin metal plate having die cut pins is proposed. Static load–displacement and fatigue life curves were obtained experimentally for different types of joints. The results obtained showed that, for a fiberglass/epoxy laminate, the solution proposed increased its static and fatigue failure loads by 64 and 50% respectively. It was also found that pinned adhesive joints were more effective than the conventional bolted ones at high-cycle loadings (the number of cycles exceeded 10000).

Způsoby spojování kovů a kompozitů v dnešní době převážně jsou představení adhezními, mechanickými nebo kombinovanými. Výhody i nevýhody těchto způsobu jsou už dobře známe. V tomto článku je navrhnuto řešení, které je orientováno na průmyslovou vyrobě a umožňuje zvětšit statické a únavové charakteristiky T-spojů kov-kompozit, které jsou zatíženi ve směru kolmo ke rovině spoje. Řešeni spočívá se v zesíleni kompozitní části spoje plechem, který má lisované trny. V průběhu práce experimentálně byli získáni statické křivky síla-posuv a S-N křivky pro různé druhy spojů. Získané výsledky ukázali, že pro kompozity sklo/epoxid dané řešeni přivádí ke zvětšeni statického a únavového poruchového zatížení na 64 a 50%. Také bylo nalezeno, že adhezivní trnové spoje jsou více efektivnější než běžné šroubové spoje pří vysoko-cyklovém zatíženi (počet cyklu je víc jak 10000).

Metal-composite joining methods currently rely almost exclusively on the adhesive bonding, the application of mechanical fasteners or a combination of the methods, the pros and cons of which are well known. In this article, a manufacturing-oriented solution for increasing the static and fatigue characteristics of metal-composite bolted T-joints loaded in the out-of-plane direction by reinforcing the composite basement with a thin metal plate having die cut pins is proposed. Static load–displacement and fatigue life curves were obtained experimentally for different types of joints. The results obtained showed that, for a fiberglass/epoxy laminate, the solution proposed increased its static and fatigue failure loads by 64 and 50% respectively. It was also found that pinned adhesive joints were more effective than the conventional bolted ones at high-cycle loadings (the number of cycles exceeded 10000).

trnové spoje kov-kompozit, zatíženi kolmé ke rovině spoje, interlaminarní statická a únavová pevnost, zkouška z vytáženi

pinned metal-composite joints, out-of-plane loading, interlaminar static and fatigue strengths, pullout test

01.11.2019

SPRINGER, 233 SPRING ST, NEW YORK, NY 10013 USA

SPRINGER, 233 SPRING ST, NEW YORK, NY 10013 USA

0191-5665

55

5

655–666

12