Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Adhesive joints of fuselage skin made of GLARE

Bartosz Radosław Janik

Abstract

The subject of this thesis are the adhesive joints of fuselage skin made of GLARE. The influence of various configurations of joints on joint load capacity was analyzed. In the literature, topic concerning methods of joining GLARE panels is defined as a splice concept. It is a relatively new technology as most configurations have been invented at the turn of the XX and XXI century. The first part of this project focuses on the FML (Fibre Metal Laminates) materials such as ARALL, CARALL and GLARE also known as the new generation hybrid materials. Information about their origins, properties and their potential application in the industry is presented in the form of a brief review detailing possible benefits and limitations resulting from the application of modern FML materials. The following chapter is dedicated to GLARE technology. It describes various configurations of joints and explains their application. Basic characteristics of individual components of GLARE are also presented here. It also details advantages and disadvantages of this technology in comparison with other competitive materials. The most important part of this chapter is dedicated to the splice concept, where different methods of joining GLARE panels along with their advantages and drawbacks are described. Finally, examples of various applications of GLARE in the industry are discussed. Calculation methods of the adhesive joints are the topic of the next chapter. At the beginning various analytical models are described including the one which was chosen for further analysis. It also contains formulas and relations which were used to build the algorithm capable of computing the joints’ endurance. Additionally a review of numerical methods using FEM is presented. There is also a description of the techniques based on the strength of materials, fracture mechanics and cohesive elements, with the latter being the one chosen to perform calculations. The next section demonstrates the process of building the model. It details all stages of the construction process from creating a geometry to describing options of modeled contact. The chapter dedicated to calculations includes the analysis of the obtained results. It also includes a description of different variants of GLARE joining technique as well as detailed figures and graphs with explanations. In the summary conclusions concerning performed calculations as well as an assessment of the usefulness of the presented configurations are described.
Record ID
WUTdd095293f3a948deb0ae26708677368d
Diploma type
Master of Science
Author
Bartosz Radosław Janik (FPAE) Bartosz Radosław Janik,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Połączenia w pokryciach kadłuba samolotu wykonanych z GLARE
Supervisor
Piotr Czarnocki (FPAE/IAAM) Piotr Czarnocki,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)
Study subject / specialization
, Lotnictwo i Kosmonautyka
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
23-03-2012
Issue date (year)
2012
Pages
74
Internal identifier
MEL; PD-1837
Reviewers
Piotr Czarnocki (FPAE/IAAM) Piotr Czarnocki,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Marcin Figat (FPAE/IAAM) Marcin Figat,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
połączenia klejone, GLARE, mechanika pękania
Abstract in Polish
Przedmiotem niniejszej pracy są połączenia w pokryciach kadłuba samolotu wykonanych z GLARE. Przeanalizowany został wpływ różnych konfiguracji połączeń zakładkowych na nośność łączenia. Zagadnienie dotyczące tego typu połączeń w literaturze anglojęzycznej określane jest jako splice concept. Jest to stosunkowo nowa technologia, gdyż większość konfiguracji połączeń powstała na przełomie XX i XXI wieku. Na samym początku pracy zamieszczone zostały informacje dotyczące materiałów typu FML (Fibre Metal Laminates) takich jak ARALL, CARALL i GLARE, określanych także mianem nowej generacji materiałów hybrydowych. Zaprezentowano informacje dotyczące ich genezy, właściwości oraz możliwości zastosowania w przemyśle. Jest to swego rodzaju krótki przegląd, który ma na celu pokazanie możliwych korzyści, ale także i ograniczeń płynących z zastosowania nowoczesnych materiałów typu FML. Kolejny rozdział poświęcono technologii GLARE. Znajduje się w nim opis różnych konfiguracji połączeń zakładkowych wraz z wyjaśnieniem ich zastosowania. Przedstawione zostały także podstawowe właściwości materiałów wchodzących w skład GLARE. Omówiono także jego wady i zalety w porównaniu do obecnie używanych materiałów, dla których stanowi on konkurencję. Ważną częścią jest podrozdział dotyczący technologii splice concept, w którym przedstawiony został opis różnych konfiguracji łączenia ze sobą elementów wykonanych z GLARE wraz z opisem ich wad i zalet. Pod koniec znajdują się przykłady jego zastosowania w przemyśle. Następna część pracy poświęcona jest metodom obliczeniowym połączeń klejonych. Przedstawione zostały dwa modele analityczne, z których jeden został następnie wybrany i opisany. Zamieszczono wzory i zależności na podstawie których powstał algorytm do przeprowadzania obliczeń wytrzymałościowych. Następnie przedstawiono przegląd metod numerycznych opartych o MES. Opisano techniki bazujące na wytrzymałości konstrukcji, mechanice pękania oraz na elementach kohezyjnych. Ta ostatnia została wybrana przez autora jako metoda do przeprowadzenia obliczeń. W następnej części przedstawiono budowę całego modelu. Pokazano wszystkie fazy jego powstawania, od tworzenia geometrii po wybór ustawień modelowanego kontaktu. Część obliczeniowa poświęcona została przedstawieniu oraz analizie otrzymanych wyników. Porównano różne konfiguracje łączenia GLARE oraz przedstawiono niezbędne rysunki i wykresy wraz z opisami. W części podsumowującej znajdują się wnioski dotyczące wykonanych obliczeń oraz ocena przydatności przeanalizowanych konfiguracji.
File
  • File: 1
    PRACA_DYPLOMOWA_BARTOSZ_JANIK.pdf
Request a WCAG compliant version

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/master/WUTdd095293f3a948deb0ae26708677368d/
URN
urn:pw-repo:WUTdd095293f3a948deb0ae26708677368d

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page