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Festigkeit von geschäfteten klebverbindungen zwischen faserverstärktem kunststoff und metall
par la suite. Les rrsultats suggrrent que manquer/l 6tudier de tels paramrtres exprrimentaux ne pourrait foumir aucune amelioration significative/t la durabilit6 des joints adhrsifs et donc foumir une impression trompeuse des qualitrs favorables des agents de pontage en organosilane. Haltbarkeit von K l e b v e r b i n d u n g e n , bei d e n e n Organosilan-Haftmittel verwendet werden RA. Gledhill. S.J.
Shaw und D.A. Tod (Royal Armament Research and Development Establishment, UK) Einer der Hauptproblembereiche, der beim Einsatz yon Konstruktionsklebern in technischen Anwendungen weiterhin besteht, betrifft die Wirkungen der Luftfeuchtigkeit, die unter bestimmten Umst~inden die lasttragende F~lhigkeit eines durch Klebstoff verbundenen Bauteils stark beeintr~ichtigen kann. Bei dem Versuch, mit Feuchtigkeit verbundene Probleme zu mildern, k r n n e n verschiedene Methoden verwendet werden. Eine von diesen ist die Verwendung von Organosilanen, insbesondere, wenn sie vor dem Kleben als Haftgrund benutzt werden. Da die Erfahrung gezeigt hat, dab Organosilane sich am besten in einer verdfinnten Lrsung verhalten, hat vielder im Labor der Verfasser durchgeffihrten Forschung, fiber die hier grol3enteils berichtet wird, sich mit dem Studium von Organosilan-Lrsungen als Haftgrund befal3t. Zu den Experimentparametern, die sich als wichtig herausgestellt haben, gehrren die Natur des verwendeten Lrsungsmittels, das Alter und der pHWen der Lrsung sowie die Bedingungen, unter denen der Silanfilm anschlieBend getrocknet wird. Die Ergebnisse weisen darauf hin, daft, wenn das Studium solcher Experimentparameter unterlassen wird, keine erheblichen Verbesserungen der Haltbarkeit von Klebverbindungen erzielt werden und entsprechend der Eindruck fiber die vorteilhaften Eigenschaften von Organosilan-Haftmitteln irref0hrend sein kann.
PP 199 to 206
Strength o f adhesively b o n d e d scarf joints between glass fibre-reinforced plastics and metals K. IkegamL T. Takeshita. K. Matsuo and T. Sugibayashi (Tokyo Institute of Technology, Japan) The strength of adhesively bonded scarf joints under tensile load is investigated both analytically and experimentally. The joints comprise two adherends, one of glass-cloth laminated plastics and one of metal (carbon steel, brass, copper or aluminium alloy), bonded with an epoxy adhesive. The strain and stress distributions are analysed using the elastic finite element method and the strain distributions obtained are compared with experimental results. The strength of the joint is predicted by applying strength laws of the adherends, the adhesive layer and the adhesive interfaces. The predicted strength is compared with experimental results. The effects of scarf length and elastic imbalance on the deformation and strength of the joints are examined. La r6sistance des joints en biseau coll6s entre les plastiques charg6s verre et les m r t a u x K. lkegamL T. Takeshita, K. Matsuo et T. Sugibayashi (Tokyo Institute of Technology, Japan) La rrsistance de joints en biseau collrs sous force de traction est 6tudire analytiquement ainsi qu'exprrimentalement. Les joints comprennent deux adhrrents, un en plastique stratifi6 tissue de verre textile, l'autre en mrtal (acier au carbone, laiton, cuivre, ou alliage d'aluminium), collres avec un adhrsif 6poxyde. La distribution des efforts et des contraintes est analysre ~ l'aide de la mrthode ~ 616ments finis 61astique et la distribution des efforts obtenue est comparre aux rrsultats exprrimentaux. Les effets de la longueur du biseau et du drfaut de balance 61astique sur la drformation et ia rrsistance des joints sont examinres. Festigkeit von gesch/ifteten K l e b v e r b i n d u n g e n zwischen faserverst/irktem Kunststoff u n d Metall
K. lkegami. T. Takeshita, K. Matsuo und T. Sugibayashi (Tokyo Institute of Technology, Japan) Die Festigkeit von gesch~ifteten Klebverbindungen unter Zugbelastung wird sowohl analytisch als auch experimentell untersucht. Die Verbindungen bestehen aus zwei mit einem Epoxidharzkleber verbundenen Adh~irenden, einem aus mit Glasgewebe beschichtetem Kunststoff und dem anderen aus Metall (Kohlenstoffstahi, Messing, Kupfer oder Aluminiumlegierung). Die Spannungsverteilungen werden mittels der elastischen finiten Elementmethode analysiert und die ermittelten Spannungsverteilungen mit Experimentergebnissen verglichen. Die Festigkeit der Verbindung wird durch Anwendung der Festigkeitsgesetze auf die Adh~irenden, die Klebstoffschicht und die Grenzfl~lchen der Klebverbindung vorhergesagt. Die vorhergesagte Festigkeit wird mit Experimentergebnissen verglichen. Die Wirkungen der Schaftl~lnge und des elastischen Ungleichgewichts auf die Verformung und Festigkeit der Verbindungen werden untersucht.
PP 207 to 213
Viscoelastic and viscoplastic stress analysis o f adhesive joints H.L Groth (The Royal Institute of Technology and Avesta AB, Sweden) The viscoelastic and viscoplastic effects in an adhesively bonded joint are very important to understand. Most of the adhesives used in structural applications exhibit some viscoelasticviscoplastic behaviour, especially at high temperatures and high stress levels. The redistribution of stresses and strains that occur in joints during the viscoelastic-viscoplastic deformation influences the strength of the joints considerably. At low load levels a linear viscoelastic material model may be applicable, and at higher load levels both linear viscoelastic and non-linear viscoplastic material models are active at the same time. This paper presents results from the stress analysis of single lap joints, both with and without a cracL and with viscoelastic and viscoplastic adhesives. The influence of the stress redistribution on the failure load of the joint is discussed, as well as a 'rule of thumb" which can account for the viscous effects in the engineering design. The influence of flaws in the joints is also discussed.
INT.J.ADHESION AND ADHESIVES JULY 1990
125
Shaw und D.A. Tod (Royal Armament Research and Development Establishment, UK) Einer der Hauptproblembereiche, der beim Einsatz yon Konstruktionsklebern in technischen Anwendungen weiterhin besteht, betrifft die Wirkungen der Luftfeuchtigkeit, die unter bestimmten Umst~inden die lasttragende F~lhigkeit eines durch Klebstoff verbundenen Bauteils stark beeintr~ichtigen kann. Bei dem Versuch, mit Feuchtigkeit verbundene Probleme zu mildern, k r n n e n verschiedene Methoden verwendet werden. Eine von diesen ist die Verwendung von Organosilanen, insbesondere, wenn sie vor dem Kleben als Haftgrund benutzt werden. Da die Erfahrung gezeigt hat, dab Organosilane sich am besten in einer verdfinnten Lrsung verhalten, hat vielder im Labor der Verfasser durchgeffihrten Forschung, fiber die hier grol3enteils berichtet wird, sich mit dem Studium von Organosilan-Lrsungen als Haftgrund befal3t. Zu den Experimentparametern, die sich als wichtig herausgestellt haben, gehrren die Natur des verwendeten Lrsungsmittels, das Alter und der pHWen der Lrsung sowie die Bedingungen, unter denen der Silanfilm anschlieBend getrocknet wird. Die Ergebnisse weisen darauf hin, daft, wenn das Studium solcher Experimentparameter unterlassen wird, keine erheblichen Verbesserungen der Haltbarkeit von Klebverbindungen erzielt werden und entsprechend der Eindruck fiber die vorteilhaften Eigenschaften von Organosilan-Haftmitteln irref0hrend sein kann.
PP 199 to 206
Strength o f adhesively b o n d e d scarf joints between glass fibre-reinforced plastics and metals K. IkegamL T. Takeshita. K. Matsuo and T. Sugibayashi (Tokyo Institute of Technology, Japan) The strength of adhesively bonded scarf joints under tensile load is investigated both analytically and experimentally. The joints comprise two adherends, one of glass-cloth laminated plastics and one of metal (carbon steel, brass, copper or aluminium alloy), bonded with an epoxy adhesive. The strain and stress distributions are analysed using the elastic finite element method and the strain distributions obtained are compared with experimental results. The strength of the joint is predicted by applying strength laws of the adherends, the adhesive layer and the adhesive interfaces. The predicted strength is compared with experimental results. The effects of scarf length and elastic imbalance on the deformation and strength of the joints are examined. La r6sistance des joints en biseau coll6s entre les plastiques charg6s verre et les m r t a u x K. lkegamL T. Takeshita, K. Matsuo et T. Sugibayashi (Tokyo Institute of Technology, Japan) La rrsistance de joints en biseau collrs sous force de traction est 6tudire analytiquement ainsi qu'exprrimentalement. Les joints comprennent deux adhrrents, un en plastique stratifi6 tissue de verre textile, l'autre en mrtal (acier au carbone, laiton, cuivre, ou alliage d'aluminium), collres avec un adhrsif 6poxyde. La distribution des efforts et des contraintes est analysre ~ l'aide de la mrthode ~ 616ments finis 61astique et la distribution des efforts obtenue est comparre aux rrsultats exprrimentaux. Les effets de la longueur du biseau et du drfaut de balance 61astique sur la drformation et ia rrsistance des joints sont examinres. Festigkeit von gesch/ifteten K l e b v e r b i n d u n g e n zwischen faserverst/irktem Kunststoff u n d Metall
K. lkegami. T. Takeshita, K. Matsuo und T. Sugibayashi (Tokyo Institute of Technology, Japan) Die Festigkeit von gesch~ifteten Klebverbindungen unter Zugbelastung wird sowohl analytisch als auch experimentell untersucht. Die Verbindungen bestehen aus zwei mit einem Epoxidharzkleber verbundenen Adh~irenden, einem aus mit Glasgewebe beschichtetem Kunststoff und dem anderen aus Metall (Kohlenstoffstahi, Messing, Kupfer oder Aluminiumlegierung). Die Spannungsverteilungen werden mittels der elastischen finiten Elementmethode analysiert und die ermittelten Spannungsverteilungen mit Experimentergebnissen verglichen. Die Festigkeit der Verbindung wird durch Anwendung der Festigkeitsgesetze auf die Adh~irenden, die Klebstoffschicht und die Grenzfl~lchen der Klebverbindung vorhergesagt. Die vorhergesagte Festigkeit wird mit Experimentergebnissen verglichen. Die Wirkungen der Schaftl~lnge und des elastischen Ungleichgewichts auf die Verformung und Festigkeit der Verbindungen werden untersucht.
PP 207 to 213
Viscoelastic and viscoplastic stress analysis o f adhesive joints H.L Groth (The Royal Institute of Technology and Avesta AB, Sweden) The viscoelastic and viscoplastic effects in an adhesively bonded joint are very important to understand. Most of the adhesives used in structural applications exhibit some viscoelasticviscoplastic behaviour, especially at high temperatures and high stress levels. The redistribution of stresses and strains that occur in joints during the viscoelastic-viscoplastic deformation influences the strength of the joints considerably. At low load levels a linear viscoelastic material model may be applicable, and at higher load levels both linear viscoelastic and non-linear viscoplastic material models are active at the same time. This paper presents results from the stress analysis of single lap joints, both with and without a cracL and with viscoelastic and viscoplastic adhesives. The influence of the stress redistribution on the failure load of the joint is discussed, as well as a 'rule of thumb" which can account for the viscous effects in the engineering design. The influence of flaws in the joints is also discussed.
INT.J.ADHESION AND ADHESIVES JULY 1990
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