Analiza doświadczalna odkształcenia elementów klejonych w próbie statycznego oddzierania

pol Artykuł w języku polskim DOI:

Władysław Zielecki , wyślij Andrzej Kubit , Łukasz Święch Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Politechnika Rzeszowska

Pobierz Artykuł

Streszczenie

W artykule zaprezentowano dwie eksperymentalne metody pomiaru przemieszczeń wykorzystane do określenia względnego przemieszczenia elementów klejonych w próbie wytrzymałościowej złącza. Przedmiotem badań było złącze klejowe poddane statycznej próbie oddzierania. Pierwszą z przedstawionych metod jest trójwymiarowa cyfrowa korelacja obrazu - 3D DIC (ang. 3D Digital Image Correlation). Zaprezentowano możliwości systemu pomiarowego ARAMIS opierającego się na tej metodzie. Proces pomiaru polega na rejestracji zjawiska przy użyciu dwóch kamer oraz obróbce numerycznej rejestrowanych obrazów. W efekcie możliwe jest uzyskanie pól przemieszczeń, jak i odkształceń. Druga z metod polega na rejestracji obrazu fragmentu obiektu, poprzez mikroskop optyczny wyposażony w kamerę cyfrową. Obraz poddany jest analizie przy użyciu programu MATLAB (Image Acquisition Toolbox). W tym przypadku uzyskuje się jedynie informację o przemieszczeniu poddanego rejestracji obszaru. W podsumowaniu porównano wyniki obydwu metod oraz wykazano zalety i wady.

Słowa kluczowe

pomiar odkształcenia, połączenie klejowe, skanowanie konstrukcji, system wizyjny

Experimental analysis of strain field of adherent in adhesive joint subjected to peel

Abstract

This paper describes results of investigation which main aim was to prepare methodology of measurement of deformation of adherent element in adhesive joint. Two different methodology of measurement were considered. Both of them are based on vision system. Research were conduct on adhesive joint specimen subjected to peel. In first paragraph was presented 3D Digital Image Correlation methodology. Potential of ARAMIS system was presented that based on this method. In this case measurement system is equipped with two digital cameras which records specimen during strength test and then upon analysis on personal computer we can obtain displacement or strain field in require area of specimen. Second method of measurement presented in article based on microscope. Optical microscope equipped with digital camera was used to register displacement of particular field of specimen during strength test. Registered movie was processed using Image Acquisition Toolbox MATLAB to obtain binary image of these area. It enables to retrieve displacement in time. In summary both of method were compared.

Keywords

adhesive joint, construction scanning, strain measurement, vision system

Bibliografia

  1. Godzimirski J., Kozakiewicz J., Łunarski J., Zielecki W., Konstrukcyjne połączenia klejowe elementów metalowych w budowie maszyn, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1997.
  2. Mirski Z., Piwowarczyk T., Podstawy klejenia, kleje i ich właściwości, „Przegląd Spawalnictwa”, 8/2008, 12-24.
  3. Baker A.A., Jones R., Bonded repair of aircraft structures, Martinius Nijholf Publ, Dortecht - Boston - Lancaster 1988.
  4. Baker A.A., Bonded composite repair of fatigue - cracked primary aircraft structure, „Composite Structures”, Vol. 47, 1997.
  5. Chester R.J., Walker K., Chalkley P., Adhesively bonded repairs to primary aircraft structure, „International Journal of Adhesion and Adhesives”, Vol. 19, 1/1999, 1-8.
  6. Godzimirski J., Wytrzymałość doraźna konstrukcyjnych połączeń klejowych, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2002.
  7. Skoć A., Spałek J., Podstawy konstrukcji maszyn, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2006.
  8. Andre A., Haghani R., Biel A., Application of fracture mechanics to predict the failure load of adhesive joints used to bond CFRP laminates to steel members, „Construction and Building Materials”, 27, 2012, 331-340.
  9. Cisek Z., Zielecki W., Wyznaczanie maksymalnych naprężeń w połączeniach klejowych w warunkach oddzierania, „Technologia i automatyzacja montażu”, 2/1994.
  10. Prospekt informacyjny firmy LOCTITE, Der LOCTITE, Monachium 1988.
  11. Sikora R., Tworzywa epoksydowe w naprawach maszyn, WNT, Warszawa 1971.
  12. Blackman B.R.K., Kinloch A.J., Rodriguez Sanchez F.S., Teo W.S., Williams J.G., The fracture behaviour of structural adhesives under high rates of testing, “Engineering Fracture Mechanics”, 76, 2009, 2868-2889.
  13. Makoto Imanaka M., Takeuchi Y., Nakamura Y., Nishimura A., Iida T., Fracture toughness of spherical silica-filled epoxy adhesives, „International Journal of Adhesion & Adhesives”, 21, 2001, 389-396.
  14. Azari S., Papini M., Schroeder J.A., Spelt J.K., The eSect of moderatio and bond interface on the fatigue behavior of a highly-toughened epoxy, “Engineering Fracture Mechanics”, 77, 2010, 395-414.
  15. Shokrieh M.M., Heidari-Rarani M., Ayatollahi M.R., Delamination R-curve as a material property of unidirectional glass/epoxy composites, “Materials and Design”, 34, 2012, 211-218.
  16. [http://noeld.com/programs.asp?cat=video] - Videoconferencing and Video Capture Tools.