Hitsaustekniikka 3/2011 - page 39

3/2011
[
]
37
tenkin osoittavat, että kehitetty malli pystyy
melko hyvin ennustamaan todellisenkaltai-
sen liitoksen lujuuden.
Staattisten kokeiden ja mallinnuksen tuoman
ymmärryksen avulla on tarkoitus määrittää
hybridiliitoksen murtumismekanismit myös
syklisessä kuormituksessa. Väsytyskokeita
on alettu tehdä samankaltaisella yksinker-
taistetulla koejärjestelyllä kuin staattisen
vauriomallin kehitysvaiheessa (kuva 3),
jotta väsymisvaurioon johtavat mekanis-
mit voidaan havaita. Alustavia tuloksia on
julkaistu (Hurme et al., Engng Fract Mech
2011), mutta kokeet ovat edelleen käyn-
nissä. Toistaiseksi testeissä ei ole havaittu
liiman murtumista väsymisen seurauksena,
Kuva 4. Täyden mittakaavan liitokset.
mutta muutama näyte murtui erikoislujasta
teräksestä valmistetun näytteen säröydyttyä.
Kontaktipinnalla havaittiin kitkakorroosiota,
jonka aiheuttama kontaktipinnan vaurioitumi-
nen näkyy särön ympärillä kuvassa 5.
Toistaiseksi koetuloksissa on erittäin pal-
jon hajontaa ja samalla jännitysamplitudilla
näyte on saattanut kestää vain muutaman
kuormanvaihdon, tai jopa kaksi miljoonaa
kuormanvaihtoa. Myös koekappaleiden väli-
nen mitattu siirtymäamplitudi vaihteli hyvin
voimakkaasti eri testien välillä ja myös sa-
man testin aikana. Eräs havainto olikin, että
kaikissa säröytyneissä näytteissä mitattiin
selkeästi suurempi siirtymäamplitudi kuin
näytteissä, jotka kestivät kokeen loppuun
saakka. Vielä ei osata selittää miksi toisissa
näytteissä mitataan suurempia siirtymäamp-
litudeja kuin toisissa.
Kitkakorroosio on yleinen ongelma liitoksis-
sa, jotka altistuvat värähtelyille. Jopa hyvin
pieni liukuminen (100 µm) kahden metalli-
pinnan välillä voi aiheuttaa kitkakorroosiota.
Hankauksen seurauksena metallin pinnalla
oleva oksidikerros rikkoutuu, metallipinnat
hitsautuvat toisiinsa paikallisesti, ja syntyy
suuria jännityskeskittymiä, jotka voivat ai-
heuttaa säröjen ydintymistä. Jos pinnalla
vallitseva jännitys on tarpeeksi suuri, säröt
lähtevät kasvamaan metallikappaleeseen,
ja voivat lopulta johtaa kappaleen murtu-
maan. Näyttää siltä, että kitkakorroosio on
tärkein liitoksen väsymisvauriota aiheuttava
mekanismi testatuissa hybridiliitoksissa.
Lisää kokeita täytyy kuitenkin tehdä, jotta
saavutetaan ymmärr ys väsymisvaurioon
johtavista mekanismeista hybridipinnalla.
Hybridiliitosten staattiseen kuormitukseen
keskittyvä osuus on siis lähes valmis, mutta
sykliseen kuormitukseen keskittyvä osuus
on vielä kesken.
Aiheeseen liittyviä tieteellisiä julkaisuja:
Hart-Smith LJ. Bolted-bonded composite
joints. J. Aircraft 1985;22;993-1000.
Dragoni E, Mauri P. Cumulative static strength
of tightened joints bonded with anaerobic ad-
hesives. Proc Inst Mech Eng 2002;216;9-15.
Dragoni E. Fatigue testing of taper press fits
bonded with anaerobic adhesives. J Adhes.
2003;79;729-747.
Kelly G. Quasi-static strength and fatigue
life of hybrid (bonded/bolted) composi-
te single-lap joints. Composite Structures
2006;72;119–129.
Pirondi A, Moroni F, Kleiner F. Experimental
analysis and comparison of the strength of
simple and hybrid structural joints. Int. J.
Adhes Adhes 2010;30;367–379.
Oinonen A, Marquis G. A parametric shear
damage evolution model for combined clam-
ped and adhesively bonded interfaces. Engng
Fract Mech 2011;78;163-174.
Hurme S et al. Fatigue of bonded steel inter-
faces under cyclic shear loading and static
normal stress. Engng Fract Mech (2011),
doi:10.1016/j.engfracmech.2011.02.006
Oinonen A, Marquis G. Shear decohesion of
clamped abraded steel interfaces reinforced
with epoxy adhesive. Int. J. Adhes Adhes.
(in revision).
Kirjoittaja
Susanna Hurme, tutkijaopiskelija
Aalto-yliopisto,
Insinööritieteiden korkeakoulu
Espoo
Kuva 5. Väsytyksen seurauksena koekappale säröytyi osassa näytteistä.
1...,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38 40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,...68
Powered by FlippingBook