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Experimental investigation about composite bearing strength
Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering ( IF 2.2 ) Pub Date : 2020-05-28 , DOI: 10.1007/s40430-020-02339-w
Francisco K. Arakaki , Alfredo Rocha de Faria

The bearing investigation on mechanical joints of composite materials is extensive. The main reason for bearing investigation, in a certain aspect, is related to the variability of parameters associated with bearing behavior. In this sense, theoretical and/or experimental studies have been exhaustively conducted. Depending on the solution obtained, there is a cost/benefit relationship for the problem in question. However, in the case of aeronautical applications, an important factor to be considered is the safety, which reflects into safety margin. In this sense, an excess of tests is needed for design that reflects in high cost and time-consuming. Therefore, simpler approaches are necessary in the pre-design phase, where quick answers are required for the initial product definition. In this way, the present work presents composite bearing tests with two distinct environmental conditions, i.e., low-temperature dry (LTD) and room-temperature dry (RTD) in order to show that there is one procedure to simplify the process and gain cost and time. For this, five different configurations specimens with 12 coupons each one were tested in two different environmental conditions. The fastened joint manufactured used protruding fastener, two different diameters (3/16″ and 5/32″) and three laminates (10, 12 and 14 plies). Based on the ASTM D5961 standard, the experimental results showed a linear response not showed in the literature for composite materials. The proposal presented here showed an excellent way to avoid others tests with different conditions, i.e., with different layups and fastener diameters.



中文翻译:

复合材料承载强度的实验研究

复合材料机械接头的轴承研究是广泛的。在某些方面,进行轴承研究的主要原因与与轴承性能有关的参数的可变性有关。从这个意义上讲,已经进行了详尽的理论和/或实验研究。根据所获得的解决方案,该问题存在成本/收益关系。但是,在航空应用中,要考虑的重要因素是安全性,这反映在安全裕度上。从这个意义上说,设计需要过多的测试,这反映了高成本和费时的情况。因此,在预设计阶段需要更简单的方法,在此阶段,需要快速回答初始产品定义。通过这种方式,本工作介绍了在两种不同的环境条件下进行的复合轴承测试,即低温干燥(LTD)和室温干燥(RTD),目的是表明有一种程序可以简化过程并节省成本和时间。为此,在两个不同的环境条件下测试了五个不同配置的样本,每个样本有12个试样。所制造的紧固接头使用突出的紧固件,两个不同的直径(3/16英寸和5/32英寸)和三个层压板(10、12和14层)。基于ASTM D5961标准,实验结果显示出线性响应,这在复合材料的文献中没有显示。此处提出的建议显示了一种避免在不同条件下进行其他测试的极好方法,即在不同的铺层和紧固件直径下进行。,低温干燥(LTD)和室温干燥(RTD),以显示存在一种简化过程并节省成本和时间的程序。为此,在两个不同的环境条件下测试了五个不同配置的样本,每个样本有12个试样。所制造的紧固接头使用突出的紧固件,两个不同的直径(3/16英寸和5/32英寸)和三个层压板(10、12和14层)。基于ASTM D5961标准,实验结果显示出线性响应,这在复合材料的文献中没有显示。此处提出的建议显示了一种避免在不同条件下进行其他测试的极好方法,即在不同的铺层和紧固件直径下进行。,低温干燥(LTD)和室温干燥(RTD),以显示存在一种简化过程并节省成本和时间的程序。为此,在两个不同的环境条件下测试了五个不同配置的样本,每个样本有12个试样。所制造的紧固接头使用突出的紧固件,两个不同的直径(3/16英寸和5/32英寸)和三个层压板(10、12和14层)。基于ASTM D5961标准,实验结果显示出线性响应,这在复合材料的文献中没有显示。此处提出的建议显示了一种避免在不同条件下进行其他测试的极好方法,即在不同的铺层和紧固件直径下进行。低温干燥(LTD)和室温干燥(RTD),以显示存在一种简化过程并节省成本和时间的程序。为此,在两个不同的环境条件下测试了五个不同配置的样本,每个样本有12个试样。所制造的紧固接头使用突出的紧固件,两个不同的直径(3/16英寸和5/32英寸)和三个层压板(10、12和14层)。基于ASTM D5961标准,实验结果显示出线性响应,这在复合材料的文献中没有显示。此处提出的建议显示了一种避免在不同条件下进行其他测试的极好方法,即在不同的铺层和紧固件直径下进行。低温干燥(LTD)和室温干燥(RTD),以显示存在一种简化过程并节省成本和时间的程序。为此,在两个不同的环境条件下测试了五个不同配置的样本,每个样本有12个试样。所制造的紧固接头使用突出的紧固件,两个不同的直径(3/16英寸和5/32英寸)和三个层压板(10、12和14层)。基于ASTM D5961标准,实验结果显示出线性响应,这在复合材料的文献中没有显示。此处提出的建议显示了一种避免在不同条件下进行其他测试的极好方法,即在不同的铺层和紧固件直径下进行。所制造的紧固接头使用突出的紧固件,两个不同的直径(3/16英寸和5/32英寸)和三个层压板(10、12和14层)。基于ASTM D5961标准,实验结果显示出线性响应,这在复合材料的文献中没有显示。此处提出的建议显示了一种避免在不同条件下进行其他测试的极好方法,即在不同的铺层和紧固件直径下进行。所制造的紧固接头使用突出的紧固件,两个不同的直径(3/16英寸和5/32英寸)和三个层压板(10、12和14层)。基于ASTM D5961标准,实验结果显示出线性响应,这在复合材料的文献中没有显示。此处提出的建议显示了一种避免在不同条件下进行其他测试的极好方法,即在不同的铺层和紧固件直径下进行。

更新日期:2020-05-28
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