Modelowanie spoin klejowych w obliczeniach MES

Celem badań było opracowanie sposobu modelowania spoin klejowych w obliczeniach MES oraz metodyki prowadzenia obliczeń numerycznych umożliwiającej uwzględnienie wytrzymałości kohezyjnej i adhezyjnej spoin klejowych oraz ich właściwości nieliniowych, w tym również lepkosprężystych. Przeprowadzono badania eksperymentalne wytrzymałości połączeń klejowych oraz eksperymentalnie wyznaczono właściwości mechaniczne wybranych tworzyw adhezyjnych. Wykonano badania numeryczne w celu optymalizacji modelu spoiny klejowej. Eksperymentalnie potwierdzono poprawność zaproponowanej metodyki obliczeń wytrzymałości połączeń klejowych. Wykazano, że spoiny klejowe obciążone na ścinanie można w obliczeniach MES modelować jedną warstwą elementów ze względu na to, że występujące na ich krawędziach niewielkie wypływki kleju (o wymiarach grubości spoiny) powodują wyrównanie naprężeń w spoinach wzdłuż ich grubości oraz że obliczenia MES wytrzymałości połączeń klejowych wymagają sprawdzenia zarówno wytężenia kohezyjnego, jak i wytężenia adhezyjnego spoiny.

The aim was to work out a method of adhesive layer modelling in the FEM calculations of adhesive joints and the methodology of numerical calculations to keep count the cohesion and adhesion strength of adhesive joints and adhesive layer nonlinear properties, including viscoelasticity. The testing of adhesive joints strength were carried out and mechanical properties of selected gluing plastics (adhesive) were determined. The numerical calculations were carried out for adhesive model optimization. The suggested methodology correctness of adhesive joints calculations was experimentally verified. It was proved that the adhesive layers can be modelled by one layer of elements in the calculation of FEM on the ground that small glue "flashes" (having the thickness of an adhesive layer), occurring on the edges of adhesive layer, cause stresses compensation in adhesive layers along their thickness and that the FEM calculation of the adhesive joints strength require to verify both cohesion and adhesion effort of adhesive layer.