BR102013016149B1 - aparelho de teste e método para caracterizar uma resistência à tensão de uma ligação com filete - Google Patents

Abstract

SISTEMA E MÉTODO PARA TESTAR UMA LIGAÇÃO COM FILETE. A presente invenção refere-se a aparelho de teste (600) para caracterizar uma resistência à tensão de uma ligação com filete (128) de um espécime de teste (300) que pode incluir um acessório inferior (634) e um acessório superior (602). O espécime de teste (300) pode incluir um componente de revestimento (302) ligado a um componente de reforço (308). O acessório inferior (6334) pode manter o componente de reforço (308) em uma posição fixa. O acessório superior (602) pode engatar o componente de revestimento (308) em um par de localizações de engate discreto (626) nos lados opostos da ligação com filete (128). O acessório superior (602) pode ser mecanicamente acoplado a uma junta de Cardan (604) e pode substancialmente isolar a ligação com filete (128) da flexão assimétrica durante a aplicação de uma carga de teste de tensão (500) à ligação com filete (128).

Description

CAMPO

[0001] A presente descrição refere-se, de modo geral, a testes estruturais e, mais particularmente, a sistemas de teste para caracterizar a capacidade de suporte de carga de teste de tensão de ligações com filete entre dois componentes estruturais.

ANTECEDENTES

[0002] A ligação adesiva de componentes estruturais provê diversas vantagens sobre a fixação mecânica. Por exemplo, a ligação adesiva resulta em uma distribuição de tensão mais uniforme através de uma junta colada com relação à distribuição de tensão através de uma junta roscada. Além disso, o adesivo forma uma barreira entre componentes estruturais que pode evitar efeitos indesejáveis que podem ser associados com juntas mecânicas onde materiais dissimilares estão em contato direto entre si. A ligação adesiva de componentes estruturais pode também reduzir os custos de montagem e prover uma maior resistência à fadiga com relação aos custos de montagem e à resistência à fadiga com juntas mecanicamente fixas.

[0003] Uma ligação com filete é um tipo de ligação adesiva entre uma superfície curva de um componente e uma superfície geralmente plana de outro componente. Em uma ligação com filete, o material adesivo forma filetes entre os componentes unidos. A espessura de uma ligação com filete pode variar através de uma linha em negrito entre os dois componentes. Vantajosamente, as ligações com filete podem prover uma distribuição de tensão aperfeiçoada em uma junta com a dispersão da carga na junta sobre uma área de superfície relativamente grande.

[0004] Para certas montagens apresentando juntas coladas, pode ser necessário qualificar a capacidade de suporte de resistência das juntas coladas antes da colocação da montagem em serviço. Por exemplo, antes de certificar uma aeronave, pode ser necessário qualificar juntas coladas em estrutura de suporte de carga principal da aeronave. A qualificação das juntas coladas pode incluir a verificação de que as margens de segurança das juntas coladas estão dentro de limites de desenho. As margens de segurança podem ser determinadas pela aplicação de cargas para testar espécimes da junta colada onde as cargas simulam cargas efetivas às quais a junta colada pode ser submetida durante a vida útil da junta.

[0005] Certas estruturas podem ser submetidas a cargas em serviço que impõem uma ligação com filete em cargas de extração de tensão (por exemplo, fora do plano). Tal estrutura que pode ser submetida a cargas de extração de tensão é um painel de revestimento apresentando uma pluralidade de reforços posicionados em relação espaçada entre si em um lado do painel de revestimento. Cada dos reforços pode ser ligado ao painel de revestimento com uma ligação com filete se estendendo ao longo de um comprimento do reforço. Durante o serviço, a carga de extração de tensão pode ser distribuída geralmente de maneira uniforme através do painel de revestimento e pode fazer com que as ligações com filete fiquem carregadas em tensão.

[0006] Aparelhos de teste convencionais para testar a capacidade de suporte de carga de juntas coladas são geralmente direcionados para a geometria de ligação plana entre dois componentes geralmente planares. Material adesivo em tal geometria de ligação plana pode ter uma espessura geralmente uniforme através da junta colada. Aparelhos de teste convencionais podem incluir uma placa de apoio geralmente plana que pode ser montada em uma superfície externa de um espécime de teste apresentando uma geometria de ligação plana.O aparelho de teste pode ser montado dentro de uma máquina de teste. O espécime de teste pode ser instrumentado com medidores de deformação de modo que medições de deformação possam ser registradas durante a aplicação de uma carga de teste. Os níveis de deformação podem ser convertidos em tensão. O espécime de teste pode ser testado quanto à falha e os níveis de tensão em falha podem ser correlacionados a valores de resistência da junta colada.

[0007] Infelizmente, aparelhos de teste convencionais que usam placas de apoio não proveem uma duplicação precisa das forças induzidas em uma ligação com filete. Por exemplo, para a montagem estrutural acima mencionada apresentando reforços ligados a um painel de revestimento, as cargas de extração de tensão no painel de revestimento podem induzir cargas de flexão no espécime de teste nas ligações com filete. Embora aparelhos de teste convencionais possam ser adequados para aplicação de um teste de tensão em uma ligação com filete em um espécime de teste, a rigidez da placa de apoio impede a geração de cargas de flexão no espécime de teste.

[0008] Uma desvantagem adicional associada com os aparelhos de teste convencionais é a de que o carregamento excêntrico ou assimétrico pode ser produzido em um espécime de teste. Tal carregamento assimétrico pode ser causado por tolerâncias de fabricação do espécime de teste, por desalinhamento do espécime de teste com a máquina de teste, ou devido a outros fatores. A ocorrência de carregamento assimétrico pode minimizar a repetibilidade de condições de teste através de uma pluralidade de espécimes de teste e pode comprometer a precisão de resultados de teste.

[0009] Conforme pode ser visto, existe a necessidade na técnica de um aparelho de teste e de um método que possam substancialmente duplicar as condições de carregamento em uma ligação com filete durante a aplicação de uma tensão à ligação com filete. Sob este aspecto, há necessidade na técnica de um aparelho de teste e de um método capazes de induzir com precisão flexão simétrica em uma ligação com filete durante a aplicação de uma carga de teste de tensão. Idealmente, o aparelho de teste pode impedir a necessidade de medir a deformação em um espécime de teste e então correlacionar a deformação à tensão para determinar a capacidade de resistência da ligação com filete.

SUMÁRIO

[00010] As necessidades acima mencionadas associadas com os testes estruturais de ligações com filete são especificamente endereçadas e aliviadas pela presente descrição que provê um aparelho de teste para caracterizar uma resistência à tensão de uma ligação com filete que liga um componente de reforço a um componente de revestimento de um espécime de teste. O aparelho de teste pode incluir um acessório inferior configurado para manter o componente de reforço em uma posição fixa, e um acessório superior configurado para engatar o componente de revestimento em um par de localizações de engate em lados opostos da ligação com filete. O aparelho de teste pode adicionalmente incluir uma junta de Cardan mecanicamente acoplada ao acessório superior e configurada para substancialmente isolar a ligação com filete da flexão assimétrica durante a aplicação de uma carga de teste de tensão à ligação com filete. As localizações de engate podem ser posicionadas de tal modo que as bordas de filete da ligação com filete sejam submetidas a uma relação de momento-cisalhamento que é substancialmente equivalente à relação de momento-cisalhamento nas bordas de filete de uma montagem estrutural submetida a uma carga de extração de tensão uniformemente distribuída.

[00011] Também é descrito um método de caracterizar uma resistência à tensão de uma ligação com filete que liga um componente de reforço a um componente de revestimento de um espécime de teste. O método pode incluir as etapas de colocar o espécime de teste em um aparelho de teste, e fixamente posicionar um componente de reforço no espécime de teste. O método pode adicionalmente incluir engatar o componente de revestimento em um par de localizações de engate em lados opostos da ligação com filete, e aplicar uma carga de teste de tensão à ligação com filete nas localizações de engate. O método pode adicionalmente incluir substancialmente isolar a ligação com filete da flexão assimétrica, quando da aplicação de carga de teste de tensão.

[00012] As características, funções e vantagens que foram discutidas podem ser conseguidas independentemente em várias concretizações da presente descrição ou podem ser combinadas em ainda outras concretizações, detalhes adicionais das quais podem ser vistos com referência à seguinte descrição e desenhos abaixo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00013] Estas e outras características da presente descrição ficarão mais evidentes com referência aos desenhos nos quais números semelhantes se referem a partes semelhantes do início ao fim e onde:a Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma montagem estrutural apresentando um painel de revestimento em uma pluralidade de reforços ligada ao mesmo;a Figura 2 é uma vista em perspectiva de uma ligação com filete que liga um dos reforços ao painel de revestimento;a Figura 3 é uma vista lateral da montagem estrutural da Figura 1 que ilustra os reforços espaçados entre si em um passo de reforço;a Figura 4 é uma vista lateral da montagem estrutural em uma condição carregada onde uma carga de extração de tensão é aplicada ao painel de revestimento;a Figura 5 é uma vista lateral da ligação com filete entre um dos reforços e o painel de revestimento;a Figura 6 é uma vista em perspectiva de um espécime de teste apresentando um componente de reforço ligado a um componente de revestimento usando uma ligação com filete onde o espécime de teste pode representar a ligação com filete entre um reforço de painel e o painel de revestimento da montagem estrutural;a Figura 7 é uma vista lateral do espécime de teste da Figura 6 onde o espécime de teste é invertido e que ilustra lados opostos da ligação com filete apresentando faces de filete apresentando, cada qual, uma configuração côncava;a Figura 8 é uma vista lateral de uma ligação com filete apresentando faces de filete apresentando uma configuração plana ou planar e orientada em um ângulo não-perpendicular relativo ao componente de revestimento;a Figura 9 é uma vista lateral de uma ligação com filete apresentando faces de filete apresentando uma configuração plana ou planar e orientada em um ângulo perpendicular com relação ao componente de revestimento,a Figura 10 é uma vista lateral de uma máquina de teste universal apresentando uma concretização de um aparelho de teste montado na máquina de teste universal;a Figura 11 é uma vista lateral do aparelho de teste apresentando um espécime de teste de ligação com filete montado dentro do mesmo;a Figura 12 é uma vista em perspectiva de um aparelho de teste;a Figura 13 é uma vista em seção do aparelho de teste incluindo um assessório superior e um assessório inferior para fixamente posicionar o espécime de teste dentro do mesmo;a Figura 14 é uma vista ampliada do acessório superior e inferior em ilustrando uma junta de Cardan acoplada ao acessório superior;a Figura 15 é uma vista lateral de uma ligação com filete entre o componente de reforço e um componente de revestimento;a Figura 16 é uma vista lateral do aparelho de teste e que ilustra placas laterais montadas em lados opostos do acessório superior;a Figura 17 é uma vista de extremidade inferior do aparelho de teste;a Figura 18 é um fluxograma que ilustra uma ou mais operações que podem ser incluídas em um método para caracterizar uma resistência à tensão de uma ligação com filete;a Figura 19 é uma vista lateral de um espécime de teste apresentando um componente de revestimento orientado em um deslocamento angular com relação a uma orientação nominal do componente de revestimento;a Figura 20 é uma vista lateral de um espécime de teste montado dentro de um aparelho de teste apresentando uma junta de Cardan para isolar o espécime de teste da flexão assimétrica e do cisalhamento assimétrico;a Figura 21 é uma vista lateral do espécime de teste submetido a uma carga de teste de tensão e que ilustra a reorientação do acessório superior, tais como os pinos de carga que aplicam uma resistência à tensão substancialmente equivalente em cada lado da ligação com filete;a Figura 22 é um diagrama de carregamento do espécime de teste e ilustrando a flexão assimétrica e o cisalhamento simétrico no espécime de teste como resulta da reorientação do acessório superior através da junta de Cardan;a Figura 23 é uma vista lateral do espécime de teste da Figura 19 montado dentro de um aparelho de teste carecendo de uma junta de Cardan;a Figura 24 é uma vista lateral do espécime de teste submetido a uma carga de teste de tensão e ilustrando uma maior flexão em um lado da ligação com filete com relação à flexão em um lado oposto da ligação com filete devido ao deslocamento angular do componente de revestimento com relação a uma orientação nominal do componente de revestimento; e a Figura 25 é um diagrama de carregamento do espécime de teste da Figura 24 e que ilustra a flexão assimétrica e o cisalhamento assimétrico no espécime de teste.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00014] Com referência agora aos desenhos onde as demonstrações se destinam para fins de ilustrar várias concretizações da presente descrição, na Figura 1 é mostrada uma ilustração em perspectiva de uma montagem estrutural 100 apresentando uma pluralidade de reforços de painel 108 adesivamente ligada a um painel de revestimento 102 com ligações com filete 128. Na Figura 1, o painel de revestimento 102 inclui uma superfície interna 104 e uma superfície externa 106. Os reforços de painel 108 podem ser ligados às superfícies interna e/ou externa 104, 106 do painel de revestimento 102. As ligações com filete 128 podem se estender ao longo de um comprimento dos reforços de painel 108 e podem definir uma junta de revestimento-reforço 126 para estruturalmente ligar os reforços de painel 108 ao painel de revestimento 102. Embora mostrado como sendo geralmente retos, os reforços de painel 108 podem ser curvos. A montagem estrutural 100 pode ser implementada em qualquer de uma variedade de diferentes aplicações. Por exemplo, a montagem estrutural 100 pode ser implementada em uma aeronave. Contudo, a montagem estrutural 100 pode ser implementada em qualquer aplicação veicular ou não-veicular, sem limitação.

[00015] A presente descrição provê um aparelho de teste 600 (Figura 11) e um espécime de teste 300 (Figura 6) que podem ser vantajosamente implementados por caracterizar uma resistência à tensão de uma ligação com filete 128 em uma junta de revestimento- reforço 126 de uma montagem estrutural 100. O espécime de teste 300 pode ser configurado para substancialmente duplicar a estrutura e/ou geometria da ligação com filete 128 em uma montagem estrutural 100 entre um reforço de painel 108 e um painel de revestimento 102. O aparelho de teste 600 vantajosamente provê um meio para aplicar uma carga de teste de tensão 500 (Figura 13) a um espécime de teste 300 enquanto isola uma ligação com filete 328 (Figura 6) de momentos de flexão assimétricos 510' (Figura 25) e/ou forças de cisalhamento assimétricas 512'(Figura 25), conforme descrito abaixo em maiores detalhes. Além disso, o aparelho de teste 600 também provê vantajosamente um meio para caracterizar com precisão a resistência de ligação à tensão de uma ligação com filete 328 com um alto grau de repetibilidade e com um mínimo de dispersão e disparidade em dados de teste para uma pluralidade de espécimes de teste substancialmente similares. A resistência de ligação da ligação com filete 328 pode ser vantajosamente caracterizada em termos de unidade de força por unidade de comprimento, tais como libras por polegada, que pode facilitar a determinação das margens de segurança de ligações com filete 328 para qualificação de junta e/ou certificação de aeronave.

[00016] Com referência à Figura 2, é mostrada uma vista em perspectiva de uma porção de uma ligação com filete 128 que liga adesivamente um dos reforços de painel 108 ao painel de revestimento 102 da montagem estrutural 100. O reforço de painel 108 é mostrado apresentando um par de pernas 118 que se estende para fora a partir de uma porção de base 112 e formando uma configuração na forma de V. A porção de base 112 é mostrada apresentando uma forma em seção transversal geralmente curva 114. Cada das pernas 118 do reforço de painel 108 pode ter uma superfície interna 120 e uma superfície externa 122. O ápice 116 da superfície externa 106 da porção de base 112 pode ser disposta substancialmente em relação de contato com a superfície interna 104 do painel de revestimento 102 na ligação com filete 128. As ligações com filete 128 podem incluir uma face de filete 130 em cada um dos lados opostos da ligação com filete 128. Cada uma das faces de filete 130 pode ter uma borda de filete 132 em uma interface de adesivo-revestimento 134 e uma borda de filete 132 em uma interface de adesivo-reforço 136.

[00017] Com referência à Figura 3, é mostrada uma vista lateral da montagem estrutural 100 da Figura 1 ilustrando a pluralidade de reforços de painel 108 adesivamente ligados à superfície interna 104 do painel de revestimento 102. Os reforços de painel 108 podem ser posicionados em relação espaçada entre si. Por exemplo, os reforços de painel 108 podem ser espaçados entre si em uma distância uniforme ente os eixos de reforço 123 que definem um passo de reforço 124. Contudo, os reforços de painel 108 podem ser providos em espaçamentos não-uniformes ou em uma combinação de espaçamentos uniformes e não-uniformes. Na concretização mostrada, os reforços de painel 108 podem ser formados de um material reforçado por fibra, tal como material polimérico reforçado por fibra de carbono. O painel de revestimento 102 pode ser formado de um material metálico. No entanto, os reforços de painel 108 e o painel de revestimento 102 podem ser formados de material polimérico reforçado por fibra de carbono, material cerâmico, material metálico, ou qualquer combinação dos mesmos.

[00018] Com referência à Figura 4, é mostrada uma vista plana da montagem estrutural 100 com uma pluralidade de reforços de painel 108 ligada ao painel de revestimento 102 e em relação espaçada entre si em um passo de reforço 124 (Figura 3). Uma carga de extração de tensão substancialmente distribuída uniformemente 200 é aplicada ao painel de revestimento 102 que é reagida por uma força de reação 202 em cada dos reforços de painel 108. O aparelho de teste 600 (Figura 11) pode ser configurado para duplicar, no espécime de teste, as condições de carga que ocorrem na ligação com filete 128 de uma junta de revestimento-reforço 126 (Figura 3) entre o painel de revestimento 102 e um reforço de painel 108 durante a aplicação de uma carga de extração de tensão substancialmente distribuída uniformemente 200. Sob este aspecto, o aparelho de teste 600 vantajosamente provê um meio para substancialmente duplicar as cargas internas induzidas na montagem estrutural 100 na ligação com filete 128 incluindo o momento de flexão 204 (Figura 5), a força de cisalhamento fora de plano e/ou no plano 206 (Figura 5), e a carga de tensão em uma determinada localização na ligação com filete 128 em resposta a uma carga distribuída aplicada ao painel de revestimento 102 reforçado com os reforços de painel 108.

[00019] Vantajosamente, o aparelho de teste 600 (Figura 11) provê um meio para substancialmente duplicar as pressões que ocorrem na ligação com filete 128 incluindo cargas de desprendimento nas bordas de filete 132 (Figura 2), tensão de cisalhamento e tensão de tração (por exemplo, modo I) na interface de adesivo-revestimento 134 (Figura 2) devido às cargas de flexão no componente de revestimento, tensão dentro do adesivo, e outras pressões. O espécime de teste (Figura 6) pode ser configurado de tal modo que a ligação com filete 328 (Figura 6) seja substancialmente similar à ligação com filete 128 na montagem estrutural 100 representada pelo espécime de teste 300.Sob este aspecto, o material adesivo 138 (Figura 2) na ligação com filete 328 do espécime de teste 300 pode ter propriedades mecânicas em massa (por exemplo, resistência, módulo de elasticidade) que são similares às propriedades mecânicas em massa do material adesivo 138 na ligação com filete 128 da montagem estrutural 100. Além disso, o componente de revestimento 302 (Figura 6) e o componente de reforço 308 (Figura 6) do espécime de teste 300 podem ter o mesmo tipo e qualidade de tratamento de superfície na área da ligação com filete 328, como nas ligações com filete 128 da montagem estrutural 100.

[00020] Com referência à Figura 5, é mostrada uma vista lateral da ligação com filete 128 entre o painel de revestimento 102 e a porção de base 112 de um dos reforços de painel 108. A ligação com filete 128 inclui faces de filete 130 nos lados opostos da ligação com filete 128. Embora as faces de filete 130 sejam mostradas com uma forma ou configuração geralmente côncava, as faces de filete 130 podem ser providas em qualquer configuração incluindo uma configuração planar, uma configuração convexa, ou qualquer outra forma ou configuração. O ápice 116 na porção de base 112 pode ser disposto substancialmente em relação de contato ao painel de revestimento 102. Alternativamente, o ápice 116 pode ser posicionado em relação ligeiramente espaçada com o painel de revestimento 102 e um filme de adesivo pode se estender entre o ápice 116 e o painel de revestimento 102. A ligação com filete 128 pode incluir uma face de filete 130 e uma borda de filete 132 em cada lado da ligação com filete 128 em uma interface de adesivo-revestimento 134.

[00021] A Figura 5 adicionalmente ilustra cargas internas induzidas na montagem estrutural 100 durante aplicação de uma carga de extração de tensão distribuída 200 aplicada ao painel de revestimento 102 e reagida por uma força de reação 202 no reforço de painel 108.As cargas internas podem incluir um momento de flexão 204 e uma força de cisalhamento fora do plano 206 em cada lado da ligação com filete 128 em cada uma das bordas de filete 132. Devido a sua distância do eixo de reforço 123, as bordas de filete 132 em cada lado da ligação com filete 128 podem compreender localizações onde cargas induzidas dentro da ligação com filete 128 ou na interface de adesivo-revestimento 134 são relativamente altas.

[00022] Vantajosamente, o aparelho de teste 600 (Figura 11) descrito aqui provê um meio para substancialmente duplicar a magnitude do momento de flexão 204 (Figura 5) e a magnitude da força de cisalhamento 206 (Figura 5) induzida na ligação com filete 128 (Figura 5) em resposta à aplicação de uma carga de extração de tensão distribuída 200 (Figura 5) em um painel de revestimento 102. Sob este aspecto, o aparelho de teste 600 provê um meio para substancialmente duplicar uma relação de momento-cisalhamento em uma determinada localização ao longo da ligação com filete 128 de um painel de revestimento 102 reforçado com reforços de painel 108. Por exemplo, o aparelho de teste 600 provê um meio para substancialmente duplicar a relação de momento-cisalhamento nas bordas de filete 132 em lados opostos da ligação com filete 128 de uma montagem estrutural 100 na interface de adesivo-revestimento 134 onde cargas induzidas podem ser relativamente altas e que podem corresponder a pressões relativamente altas dentro do material adesivo 138, na interface de adesivo-revestimento 134, e/ou dentro do material do painel de revestimento 102 ou material do reforço de painel 108.

[00023] Com referência à Figura 6, é mostrada uma vista em perspectiva de um espécime de teste 300 que pode ser configurado para representar uma ligação com filete 128 (Figura 5) entre um reforço de painel 108 (Figura 5) e um painel de revestimento 102 (Figura 5) de uma montagem estrutural 100 (Figura 5). O espécime de teste 300 pode incluir o componente de reforço 308 e o componente de revestimento 302 ligado em uma junta de revestimento-reforço 326 com uma ligação com filete 328 se estendendo ao longo de um comprimento de ligação com filete 324 que pode ser substancialmente equivalente à largura do espécime de teste 300. O componente de revestimento 302 pode ter superfícies interna e externa 304, 306. O componente de reforço 308 pode incluir superfícies interna e externa 320, 322 e uma porção de base 312 interconectando um par de pernas 318 se estendendo para fora da porção de base 312. As pernas 318 podem ser simétricas em torno de um eixo de reforço 323. A ligação com filete 328 pode incluir uma face de filete 330 em cada um dos lados opostos da ligação com filete 328. Cada das faces de filete 330 pode ter uma borda de filete 332 em uma interface de adesivo- revestimento 334 e uma borda de filete 332 em uma interface de adesivo-reforço 336. As faces de filete 330 são mostradas apresentando uma configuração côncava 340.

[00024] O componente de reforço 308 pode ter uma geometria que pode ser substancialmente similar à geometria do reforço de painel 108 (Figura 5) pelo menos na área da ligação com filete 128 (Figura 5) da montagem estrutural 100 (Figura 5). Do mesmo modo, o componente de revestimento 302 pode ter uma geometria que é substancialmente similar à geometria do painel de revestimento 102 (Figura 5) pelo menos na área da ligação com filete 128 da montagem estrutural 100. Por exemplo, o componente de revestimento 302 pode ter uma configuração geralmente planar para substancialmente duplicar a geometria planar do painel de revestimento 102 da montagem estrutural 100. Em uma concretização, o componente de reforço 308 e o componente de reforço 302 do espécime de teste 300 podem ser formados de materiais que são substancialmente similares aos materiais a partir dos quais o reforço de painel 108 e o painel de revestimento 102 são formados para aperfeiçoar a precisão dos resultados de teste de tensão.

[00025] A Figura 7 é uma vista lateral do espécime de teste 300 orientado de tal modo que as pernas 318 do componente de reforço 308 se estendam geralmente para baixo a partir da ligação com filete 328 em uma configuração na forma de V. O espécime de teste 300 pode ser geralmente simétrico em torno de um eixo de reforço 323, embora o espécime de teste 300 possa ser simétrico. Na concretização mostrada, o eixo de reforço 323 pode dividir ao meio um ângulo formado entre as pernas 318 do componente de reforço 308. Entretanto, as pernas 318 do componente de reforço 308 podem ser formadas em qualquer configuração que substancialmente duplique a geometria das pernas 118 (Figura 5) de um reforço de painel 108 (Figura 5), pelo menos na área de uma ligação com filete 128 (Figura 5) de uma montagem estrutural 100 (Figura 5). Do mesmo modo, o componente de revestimento 302 pode ser formado em qualquer configuração que substancialmente duplique a geometria do painel de revestimento 102 (Figura 5) de uma montagem estrutural 100, pelo menos na área de uma ligação com filete 128 da montagem estrutural 100.

[00026] A Figura 8 mostra um espécime de teste 300 com uma ligação com filete 328 apresentando faces de filete 330 com uma configuração geralmente planar 342 orientada em um ângulo não- perpendicular com relação à superfície interna 304 do componente de revestimento 302. A Figura 9 mostra um espécime de teste 300 com uma ligação com filete 328 apresentando faces de filete 330 com uma configuração planar 342 e orientada em um ângulo geralmente perpendicular com relação ao componente de revestimento 302. Conforme pode ser apreciado, a ligação com filete 328 em um espécime de teste 300 pode ser configurada de tal modo que as faces de filete 330 sejam providas com qualquer de uma variedade de diferentes configurações que possam substancialmente duplicar a ligação com filete 128 (Figura 5) entre um reforço de painel 108 (Figura 5) e um painel de revestimento 102 (Figura 5) de uma montagem estrutural 100 (Figura 5). No espécime de teste 300 descrito aqui, a espessura da ligação com filete 328 pode variar de um lado da ligação com filete 328 a um lado oposto da ligação com filete 328, conforme mostrado na Figura 8. Vantajosamente, o aparelho de teste 600 (Figura 10) provê um meio para precisamente caracterizar a resistência à tensão de faces de filete de espessura variável 328.

[00027] A Figura 10 é uma vista lateral de uma máquina de teste universal 400 apresentando um aparelho de teste 600 montado dentro da mesma. Na concretização mostrada, um espécime de teste 300 (Figura 6) pode ser montado dentro do aparelho de teste 600 para testar a resistência à tensão estática de uma ligação com filete 328 (Figura 6) do espécime de teste 300. O aparelho de teste 600 pode sustentar o espécime de teste 300 durante aplicação de uma carga de teste de tensão 500 ao espécime de teste 300 para caracterizar a capacidade de suporte de carga de tensão da ligação com filete 328. Contudo, o aparelho de teste 600 não é limitado a testes de tensão estática e pode ser implementado para executar testes de durabilidade e/ou fadiga da ligação com filete 328.

[00028] Na Figura 10, a máquina de teste universal 400 pode incluir uma base relativamente rígida 402 que pode ser montada em uma superfície, tal como uma bancada ou um piso de um laboratório de teste. A máquina de teste universal 400 pode incluir uma pluralidade de pilares ou colunas 404 que podem se estender para cima a partir da base 402. Uma cruzeta 406 pode se estender através das colunas 404. A cruzeta 406 pode ser verticalmente móvel para aplicar uma carga de teste de tensão 500 sobre o espécime de teste 300. A máquina de teste universal 400 pode incluir um mecanismo de engate, tais como um agarre hidráulico 412 para prender a haste Cardan 606 e um agarre hidráulico 412 para prender o eixo 648 do aparelho de teste 600. Os agarres hidráulicos 412 podem ser rapidamente engatados e desengatados do eixo 648 e da haste Cardan 606 para permitir a troca relativamente rápida de espécimes de teste 300.

[00029] A máquina de teste universal 400 pode incluir um atuador 414 para mover a cruzeta 406 para cima e para baixo para aplicar uma carga de teste de tensão 500 ao espécime de teste 300 montada dentro do aparelho de teste 600. O atuador 414 pode ser hidraulicamente energizado, eletricamente energizado, mecanicamente energizado ou uma combinação destes meios ou o atuador 414 pode ser energizado por outros meios adequados. A máquina de teste universal 400 pode incluir um dispositivo de medição de carga axial 408, tal como uma célula de carga. Na concretização mostrada, o dispositivo de medição de carga 408 pode ser acoplado a uma extremidade de haste superior 608 de uma haste Cardan 606 que se estende para cima de uma junta de Cardan 604 incluída com o acessório superior 602 do aparelho de teste 600, conforme descrito abaixo. A célula de carga pode ser configurada para medir uma magnitude da carga de teste de tensão 500 que pode ser aplicada ao espécime de teste 300 ao longo de um eixo de carregamento 410.

[00030] A Figura 11 é uma vista lateral do aparelho de teste 600. O aparelho de teste 600 pode incluir um acessório inferior 634 e um acessório superior 602. O acessório inferior 634 pode ser configurado para fixamente posicionar ou prender o componente de reforço 308 (Figura 6) em posição para impedir o movimento vertical e/ou lateral do mesmo. O acessório inferior 634 pode incluir um bloco de fixação externo e um bloco de fixação interno 644. O bloco de fixação externo pode incluir um recorte formado 642 para receber o bloco de fixação 644. O recorte formado 642 do bloco de fixação externo e do bloco de fixação interno 644 pode ser configurado complementar à geometria das pernas 318 do espécime de teste 300.

[00031] O acessório superior 602 pode ser configurado para engatar o componente de revestimento 302 (não mostrado) em um par de localizações de engate discretas 626 (Figura 13) nos lados opostos da ligação com filete 328 (Figura 6) do espécime de teste 300 (Figura 6). Por exemplo, o acessório superior 602 pode incluir um par de dispositivos de engate 622, tais como pinos de carga 624, que pode ser posicionável nas localizações de engate 626 para aplicar uma resistência à tensão 504 (Figura 14) ao componente de revestimento 302 (Figura 6) durante a aplicação de uma carga de teste de tensão 500 através da haste Cardan 606. As localizações de engate 626 podem ser espaçadas entre si em um espaçamento de localização de engate 628 que pode ser selecionado para prover uma relação de momento-cisalhamento desejado em uma localização determinada na ligação com filete 328, tal como nas bordas de filete 332 da interface de adesivo-revestimento 334.

[00032] A Figura 12 é uma vista em perspectiva do aparelho de teste 600 ilustrando um par de placas laterais 630 que pode ser montado em lados opostos de uma placa Cardan 614 do acessório superior 602. As placas laterais 630 podem acoplar os dispositivos de engate 622 (por exemplo, os pinos de carga 624) à junta de Cardan 604. Cada uma das placas laterais 630 inclui orifícios de pino 632 para receber os pinos de carga 624. Os dispositivos de engate 622, tais como os pinos de carga 624, podem se estender abaixo do componente de revestimento 302 (Figura 13). Os pinos de placa 620 podem acoplar as placas laterais 630 à placa carda 614. Quando o atuador 414 (Figura 10) da máquina de teste universal 400 (Figura 10) aplicar uma carga de teste de tensão 500 (Figura 10), os pinos de carga 624 poderão ser colocados em contato com a superfície interna 304 (Figura 6) do componente de revestimento 302 (Figura 6) nas localizações 626 (Figura 13).

[00033] Na Figura 13, os pinos de carga 624 podem ser localizados nas localizações de engate 626 que podem ser posicionadas em distâncias substancialmente equivalentes a partir da ligação com filete 328 nos lados opostos da mesma de tal modo que uma resistência à tensão substancialmente equivalente 504 possa ser aplicada ao componente de revestimento 302 em cada lado da ligação com filete 328. O espaçamento de localização de engate 628 (Figura 11) pode ser definido como a distância entre as localizações onde a resistência à tensão 504 é aplicada pelos pinos de carga 624. Os pinos de carga 624 podem aplicar a resistência à tensão 504 ao componente de revestimento 302 como uma carga de ponto ou como uma carga de linha em cada lado da ligação com filete 328.

[00034] Em uma concretização, o espaçamento de localização de engate 628 pode ser menor do que o passo de reforço 124 (Figura 3) de um par adjacentemente disposto de reforços de painel 108 (Figura 3) de uma montagem estrutural 100 (Figura 3) representada pelo espécime de teste 300. O espaçamento de engate 628 pode ser tal que o componente de revestimento 302 possa ser carregado em flexão e cisalhamento em uma magnitude que é substancialmente equivalente à flexão e ao cisalhamento no painel de revestimento 102 (Figura 3) em uma ligação com filete 128 (Figura 3) da montagem estrutural 100. O aparelho de teste 600 pode ser configurado de tal modo que a placa lateral apresentando orifícios de pino 632 que são espaçados em um espaçamento de localização de engate 628 pode ser removido e substituído por uma placa lateral apresentando orifícios de pino 632 espaçados em um diferente espaçamento de localização de engate 628. Com a instalação de placas laterais 630 com um espaçamento de localização de engate desejado 628 entre os orifícios de pino 632, uma relação de momento-cisalhamento desejado pode ser induzida no espécime de teste 300 em uma localização determinada (por exemplo, nas bordas de filete 332) da ligação com filete 328 durante os testes de tensão.

[00035] A Figura 13 é uma vista em seção transversal do aparelho de teste 600 que ilustra a interconectividade do acessório superior e inferior 634 e do espécime de teste 300. O acessório inferior 634 pode ser configurado para prender o componente de reforço 308 (Figura 6) em uma posição fixa, conforme indicado acima. O componente de reforço 308 pode incluir a porção de base 312 (Figura 6) e pelo menos duas pernas 318 que se estendem para fora a partir da porção de base 312. Na concretização mostrada, a porção de base 312 pode ter uma forma em seção transversal curva 314 (Figura 6). A porção de base 312 pode ter um ápice 306 (Figura 6) que pode ser disposto substancialmente em relação de contato à superfície interna 304 (Figura 6) do componente de revestimento 306 (Figura 6).

[00036] As pernas 318 podem formar uma forma em V com a porção de base 312 (Figura 6). Os blocos de fixação interna e externa 644, 638 podem ser configurados complementar à forma V das pernas 318. Entretanto, os blocos de fixação interna e externa 644, 638 podem ser configurados complementar a qualquer de uma variedade de diferentes configurações de componente de reforço 308 (Figura 6) e não limitados a uma forma que é complementar às pernas na forma de V 318. Não obstante à forma ou configuração do componente de reforço 308, o acessório fixo 634 pode ser configurado para fixamente prender as pernas 318 em uma posição fixa de tal maneira que o movimento vertical e lateral das pernas 318 seja impedido.

[00037] Em uma concretização, o acessório inferior 634 pode incluir um mecanismo de ajuste 650 para ajustar a posição vertical do bloco de fixação interno 644 com relação ao recorte formado 642 que pode ser formado no bloco de fixação externo. Por exemplo, o mecanismo de ajuste 650 pode compreender uma porção roscada 652 formada em um eixo 648 que se estende para baixo para o bloco de fixação interno 644. O eixo 648 pode se estender para baixo a partir do bloco de fixação 644 e pode terminar em uma extremidade hexagonal 660 (Figura 12).

[00038] A porção roscada 652 pode ser roscadamente engatada em um furo roscado 658 formado no bloco de fixação externo 638. A rotação de uma extremidade hexagonal 660 pode facilitar o ajuste da posição do bloco de fixação interno 644 ao longo de uma direção de ajuste axial 654 de tal modo que os blocos de fixação interno e externo 644, 638 sejam móveis para o engate de fixação com as respectivas superfícies interna e externa 320, 322 das pernas 318. Desta maneira, o espécime de teste 300 pode ser firmemente fixado entre o bloco de fixação interno 644 e o bloco de fixação externo 638. Além disso, o engate roscado do eixo 648 com o bloco de fixação externo 638 pode facilitar a instalação e a remoção relativamente rápidas de diferentes espécimes de teste 300, quando dos testes de uma grande quantidade de espécimes de teste 300.

[00039] Com referência à Figura 14, o aparelho de teste 600 pode incluir uma junta de Cardan 604 que pode ser mecanicamente acoplada ao acessório superior 602 via a placa Cardan 614. A placa Cardan 164 pode incluir orifícios de pino 632 que podem ser dimensionados e configurados para receber uma quantidade correspondente de pinos de placa 620 que acoplam a placa Cardan 614 às placas laterais 630. Conforme indicado anteriormente, cada uma das placas laterais 630 pode incluir orifícios de pino 632 para receber dispositivos de engate 622, tais como os pinos de carga 624 ilustrados na Figura 14. Os pinos de carga 624 e os pinos de placa 620 podem ser cilindricamente formados, embora os pinos de carga 624 e os pinos de placa 620 possam ser providos em uma concretização não-cilíndrica. O bloco de fixação externo 638 pode incluir rebaixos de pino 640 para prover afastamento para os pinos de carga 624. Os pinos de carga 624 podem ser orientados substancialmente paralelos a um comprimento da ligação com filete 328. Os pinos de carga 624 podem ser dimensionados para prover resistência contra flexão dos pinos de carga 624 durante a aplicação da resistência à tensão 504 à superfície interna 304 (Figura 6) do componente de revestimento 302 (Figura 6).

[00040] Na Figura 14, a junta de Cardan 604 pode ser configurada para substancialmente isolar a ligação com filete 328 da flexão assimétrica 510' (Figura 25) e do cisalhamento assimétrico 512' (Figura 25), conforme descrito abaixo em maiores detalhes. A junta de Cardan 604 pode incluir uma haste Cardan 606. A haste Cardan 606 pode se estender para cima através de uma abertura 618 formada na placa Cardan 614. A placa Cardan 606 pode ter uma extremidade de haste superior 608 e uma extremidade de haste inferior 610. A extremidade de haste superior 608 pode ser mecanicamente acoplada ao dispositivo de medição de carga 408 (Figura 10), tal como a célula de carga ilustrada na Figura 10. A extremidade de haste inferior 610 pode ter uma superfície convexa esférica 612 que pode ser deslizavelmente engatável a uma superfície côncava esférica 616 formada na placa Cardan 614, tal como um lado inferior da placa Cardan 614. A placa Cardan 614 pode ser universalmente giratória com relação à extremidade de haste inferior 610. A aplicação da carga de teste de tensão 500 através do acessório superior 500 pode resultar em uma força de reação 502 no acessório inferior 600.

[00041] Será notado que a configuração da placa Cardan 604 ilustrada na Figura 14 não deve ser construída como configurações alternativas limitativas para a junta de Cardan 604. Sob este aspecto, a junta de Cardan 604 pode ser provida em qualquer configuração que possa facilitar a reorientação 662 (Figura 21) da placa Cardan 614 e dos dispositivos de engate 622 em uma maneira que permita que os dispositivos de engate 622 (por exemplo, os pinos de carga 624) apliquem uma resistência à tensão substancialmente equivalente 504 às localizações de engate 626 sobre os lados opostos da ligação com filete 328 do espécime de teste 300. A placa Cardan 604 mostrada na Figura 14 pode ser configurada para prover uma faixa de movimento substancialmente angular universalmente com relação ao eixo de carregamento de tensão 410 (Figura 10).

[00042] Além disso, o aparelho de teste 600 pode ser configurado de tal modo que a carga de teste de tensão 500 seja aplicada ao espécime de teste 300 através da junta de Cardan 604, não obstante a orientação angular da placa Cardan 614 e dos dispositivos de engate 622. Vantajosamente, a junta de Cardan 604 pode ser configurada de tal modo que o espécime de teste 300 seja substancialmente isolado da introdução dos momentos de flexão assimétricos mencionados acima 51" (Figura 25) e das forças de cisalhamento assimétricas 512' (Figura 25) no espécime de teste 300. A junta de Cardan 604 pode ser configurada para acomodar o desalinhamento do espécime de teste 300 com a máquina de teste universal 400 (Figura 10). Tal desalinhamento pode ser causado por tolerâncias de fabricação no espécime de teste 300 ou desalinhamentos associados com o aparelho de teste 600 e/ou máquina de teste universal 400. Vantajosamente, a junta de Cardan 604 pode aperfeiçoar a repetibilidade de aplicar uma carga de teste de tensão 500 em uma pluralidade de espécimes de teste 300. Sob este aspecto, a junta de Cardan 604 pode aumentar a precisão dos resultados de teste.

[00043] Com referência à Figura 15, é mostrada uma vista lateral da ligação com filete 328 entre o componente de reforço 308 e o componente de revestimento 302 e que ilustra o momento de flexão 506 e a força de cisalhamento fora do plano 508 que podem ser induzidos na ligação com filete 328 em resposta à aplicação da resistência à tensão 504 (Figura 14) em lados opostos da ligação com filete 328, conforme mostrado na Figura 14. A resistência à tensão 504 aplicada por pinos de carga 624 (Figura 14) ao componente de revestimento 302 em localizações de engate 626 (Figura 14) nos lados opostos da linha em negrito resulta em uma força de tração que é exercida sobre a ligação com filete 328. Conforme indicado acima, cada das localizações de engate 626 representa a localização da resistência à tensão 504 aplicada como uma carga de ponto ou uma carga de linha à superfície interna 320 do componente de revestimento 302. A aplicação da resistência à tensão 504 permite que o componente de revestimento 302 seja dobrado em uma maneira similar à flexão que pode ocorrer no painel de revestimento 102 (Figura 5) da montagem estrutural 100, conforme mostrado na Figura 5. A resistência à tensão 504 aplicada no componente de revestimento 302 pode também resultar em uma força de cisalhamento fora do plano 508 induzida no componente de revestimento 302 e/ou na ligação com filete 328.

[00044] Conforme indicado acima, as localizações de engate 626 (Figura 14) podem ser espaçadas entre si em um espaçamento de localização de engate 628 (Figura 14) de tal modo que o momento de flexão 506 e a força de cisalhamento 508 tenham uma magnitude que é substancialmente similar a uma magnitude do momento de flexão 204 e da força de cisalhamento 206 induzida da ligação com filete 128 de uma montagem estrutural 100 submetida a uma carga de extração de tensão distribuída 200, conforme mostrado na Figura 4. Desta maneira, o aparelho de teste 600 provê um meio para substancialmente duplicar uma relação de momento-cisalhamento desejada nas bordas de filete 132 (Figura 4) da interface de adesivo- revestimento 134 (Figura 4) da montagem estrutural 100. Com a provisão de uma relação de momento-cisalhamento desejada nas bordas de filete 132, as características de resistência da ligação com filete 328 (Figura 14) podem ser determinadas com precisão.

[00045] Com referência à Figura 16, é mostrada uma vista lateral do aparelho de teste 600 que ilustra as placas laterais 630 montadas nos lados opostos da placa Cardan 614. As placas laterais 630 se estendem para baixo ao longo dos lados do bloco de fixação externo. Os pinos de carga 624 são estendidos através de orifícios de pino 632 formados nas placas laterais 630. Embora os pinos de carga 624 sejam mostrados como sendo acoplados à junta de Cardan 604 por meio das placas laterais 630 e da placa Cardan 614, os pinos de carga 624 podem ser mecanicamente acoplados a uma junta de Cardan 604 em qualquer de uma variedade de diferentes configurações. Por exemplo, as placas laterais 630 e a placa Cardan 614 podem ser formadas como uma estrutura unificada. Sob este aspecto, os pinos de carga 624 podem ser mecanicamente acoplados à junta de Cardan 604 de qualquer maneira que facilite a orientação substancialmente universal dos pinos de carga 624 com relação à haste Cardan 606.

[00046] Com referência brevemente à Figura 17, é mostrada uma vista inferior virada para cima no acessório inferior 634. Conforme indicado anteriormente, o eixo 648 (Figura 14) pode ter uma ponta arredondada 656 (Figura 14) formada complementar a um orifício arredondado 646 (Figura 14) que pode ser formado no bloco de fixação interno 644 (Figura 14). O eixo 648 pode se estender para baixo a partir do bloco de fixação interno 644 (Figura 14) e pode terminar em uma extremidade hexagonal 660. A extremidade hexagonal 660 pode facilitar o engate do eixo com uma ferramenta, tal como uma chave de extremidade aberta. Desta maneira, a extremidade hexagonal 660 pode facilitar a rotação do eixo. A rotação do eixo 648 pode facilitar o movimento axial do eixo 648 com relação ao bloco de fixação externo 638. O movimento axial do eixo 648 com relação ao bloco de fixação externo 638 pode mover o bloco de fixação interno 644 axialmente com relação ao recorte formado 642 no bloco de fixação externo 638 mostrado na Figura 13 a fim de permitir a instalação e a remoção de um espécime de teste 300 do aparelho de teste 600. Vantajosamente, o engate roscado do eixo 648 com o bloco de fixação externo 638 facilita a troca relativamente rápida de espécimes de teste 300, quando da execução de uma série de teste de tensão.

[00047] Com referência à Figura 18, é mostrado um fluxograma que apresenta uma ou mais operações que podem ser incluídas em um método 700 de caracterizar uma resistência à tração de uma ligação com filete 328 (Figura 13) que liga um componente de reforço 308 (Figura 15) a um componente de revestimento 302 (Figura 13) de um espécime de teste 300 (Figura 15). A etapa 702 do método pode compreender a instalação de um espécime de teste 300 em um aparelho de teste 600. Vantajosamente, o aparelho de teste 600 é configurado para acomodar os testes dos espécimes de teste 300 onde o desalinhamento pode existir no espécime de teste 300 (Figura 13), no aparelho de teste 600 (Figura 13), e/ou na máquina de teste universal 400 (Figura 10). Por exemplo, a Figura 19 ilustra um espécime de teste 300 apresentando um componente de revestimento 302 (mostrado em sólido) que é orientado em um deslocamento angular 305 (por exemplo, uma orientação não-perpendicular) com relação a uma orientação nominal 303 do componente de revestimento 302 (mostrado ilusoriamente).

[00048] A etapa 704 do método 700 da Figura 18 pode compreender o posicionamento fixo do componente de reforço 308 (Figura 15) do espécime de teste 300 (Figura 13) por meio da montagem das pernas 318 do componente de reforço 308 dentro do acessório inferior 634. Por exemplo, a Figura 13 ilustra o comprimento do acessório inferior 634 preso entre o bloco de fixação interno 644 e o recorte formado 642 no bloco de fixação externo 638. A instalação de um espécime de teste 300 no aparelho de teste 600 pode compreender a rotação do eixo 648 de tal modo que o bloco de fixação interno 644 seja abaixado com relação ao recorte formado 642. O espécime de teste 300 pode ser instalado de tal modo que as pernas 319 fiquem sanduichadas entre o bloco de fixação interno 644 e o bloco de fixação externo 638. O mecanismo de ajuste 650 pode ser ajustado para prender as pernas 318 entre os blocos de fixação interno e externo 644, 638. Desta maneira, os blocos de fixação interno 644 podem engatar as superfícies internas 304 (Figura 6) das pernas 318 e o bloco de fixação externo 638 pode engatar as superfícies externas 306 (Figura 6) das pernas 318 e assim impedir o movimento lateral e vertical das pernas 318.

[00049] A etapa 706 do método 700 da Figura 18 pode compreender a seleção de uma relação de momento-cisalhamento para uma borda de filete 332 (Figura 6) da ligação com filete 328 (Figura 6). Conforme mencionado acima, a relação de momento- cisalhamento pode ser selecionada para substancialmente duplicar uma relação de momento-cisalhamento que ocorre em uma borda de filete 132 de uma montagem estrutural 100 sob uma carga de extração de tensão substancialmente distribuída uniformemente 200 que atua em um painel de revestimento 102 reforçado por reforços de painel 108, conforme ilustrado na Figura 3. A relação de momento- cisalhamento pode compreender uma relação de momento de flexão 506 (Figura 15) - força de cisalhamento 508 (Figura 15) induzida no componente de revestimento 302 (Figura 6) na borda de filete em cada lado da ligação com filete 328.

[00050] A etapa 708 do método 700 da Figura 18 pode compreender o engate do componente de revestimento 302 nas localizações de engate 626 em lados opostos da ligação com filete 328. A Figura 20 ilustra o componente de revestimento 302 no lado direito do espécime de teste 300 que é engatado pelo pino de carga 624 e pelo componente de revestimento 302 no lado esquerdo do espécime de teste 300 em relação espaçada acima do pino de carga 624.

[00051] A etapa 710 do método 700 da Figura 18 pode compreender o posicionamento da localização de engate 626 (Figura 20) em cada lado da ligação com filete 328 (Figura 20) de tal modo que a carga de teste de tensão 500 (Figura 14) em cada lado da ligação com filete 328 resulte nas bordas de filete 332 (Figura 6) que são submetidas à relação de momento-cisalhamento, quando da aplicação da carga de teste de tensão 500 através da haste Cardan 606 (Figura 20). Conforme indicado acima, o espaçamento de localização de engate 628 (Figura 17) pode ser menor do que o passo de reforço 124 (Figura 3) entre os reforços de painel 108 (Figura 3) de uma montagem estrutural 100 (Figura 3) apresentando ligações com filete 128 (Figura 3) de uma configuração que é representada pelo espécime de teste 300 (Figura 6). O espaçamento de localização de engate 628 pode ser selecionado para produzir um momento de flexão 506 (Figura 15) e uma força de cisalhamento 508 (Figura 15) de uma magnitude que é substancialmente equivalente à magnitude do respectivo momento de flexão 204 (Figuraõ) e da força de cisalhamento 206 (Figura 5) no painel de revestimento 102 (Figura 3) da montagem estrutural 100.

[00052] A etapa 712 do método 700 da Figura 18 pode compreender a aplicação de uma carga de teste de tensão 500 à ligação com filete 328 nas localizações de engate 626. A Figura 21 ilustra uma carga de teste de tensão 500 que é aplicada ao longo da haste Cardan 606. Vantajosamente, para espécimes de teste 300 que podem ser desalinhados com o acessório inferior 602, a junta de Cardan 604 ocasiona um ajuste da orientação do acessório superior 602, o que resulta no ajuste na orientação dos pinos de carga 624 da orientação mostrada na Figura 20 para a orientação mostrada na Figura 21. Com os pinos de carga 624 substancialmente alinhados com a superfície interna 304 (Figura 20) do componente de revestimento, uma resistência à tensão substancialmente equivalente 504 pode ser aplicada ao componente de revestimento 302 nos lados opostos da ligação com filete 328.A etapa 714 do método 700 da Figura 18 pode compreender o isolamento substancial da ligação com filete 328 (Figura 22) da ligação assimétrica 510 (Figura 25), quando da aplicação da carga de teste de tensão 500 (Figura 21). Sob este aspecto, a reorientação 662 (Figura 21) dos pinos de carga 624 (Figura 21) facilita o alinhamento dos pinos de carga 624 com a superfície interna 304 (Figura 22) do componente de revestimento 302 (Figura 22) de tal modo que uma resistência à tensão substancialmente equivalente 504 (Figura 22) possa ser aplicada nas localizações de engate 626 (Figura 22) em cada lado da ligação com filete 328. A aplicação substancialmente equivalente de resistência à tensão 504 nas localizações de engate 626 pode resultar em um momento de flexão substancialmente simétrico 510 e em uma força de cisalhamento substancialmente simétrica 512 (Figura 22) em cada lado da ligação com filete 328 na borda de filete 332, conforme mostrado no diagrama de carregamento da Figura 22. Sob este aspecto, com a inclusão da junta de Cardan 604 (Figura 21) no aparelho de teste 600 (Figura 21), podem ser impedidos o momento de flexão assimétrico 510' (Figura 25) e a força de cisalhamento assimétrica 512' (Figura 25) nos lados opostos da ligação com filete 328.

[00053] O impedimento da flexão assimétrica 510' (Figura 25) e cisalhamento assimétrico 512' (Figura 25) pode ser ilustrado por meio de exemplo com referência às Figuras 23-25 que mostram um aparelho de teste 600' para o qual a junta de Cardan 604 (Figura 21) é omitida. Figura 23 ilustra o espécime de teste 300 montado no aparelho de teste 600'. O pino de carga 624' no lado direito da ligação com filete 328 está em contato com o componente de revestimento 302. Entretanto, o pino de carga 624' no lado esquerdo da ligação com filete 328 é disposto em relação espaçada ao componente de revestimento 302. A Figura 24 ilustra a carga de teste de tensão 500 que é aplicada ao acessório superior 602'.

[00054] O diagrama de carregamento da Figura 25 ilustra uma resistência à tensão 504 aplicada ao componente de revestimento 302 no lado direito e no lado esquerdo da ligação com filete 328. A aplicação da carga de teste de tensão 500 (Figura 24) resulta no contato do pino de carga 624' (Figura 24) no lado direito da ligação com filete 328 (Figura 24) com a superfície interna 304 (Figura 24) do componente de revestimento 302 (Figura 24) antes do contato do pino de carga 624' (Figura 24) no lado esquerdo da ligação com filete 328 (Figura 24) com a superfície interna 304 (Figura 24) do componente de revestimento 302 (Figura 24). Devido ao deslocamento angular 305 (Figura 19) do componente de revestimento 302 com relação ao eixo de reforço 323 (Figura 24), a resistência à tensão 504 aplicada pelo pino de carga 624' no lado direito do componente de revestimento 302 pode ser de maior magnitude do que a resistência à tensão 504 aplicada pelo pino de carga 624' no lado esquerdo do componente de revestimento 302 resultando em flexão assimétrica 510' e cisalhamento assimétrico 512' no espécime de teste 300. As resistências à tensão desiguais 504 resultam em um momento de flexão e em uma força de cisalhamento 508 no lado direito do componente de revestimento 302 que é de maior magnitude do que o momento de flexão e a força de cisalhamento 508 no lado esquerdo do componente de revestimento 302. Tal momento de flexão assimétrico 510' e força de cisalhamento assimétrica 512' podem comprometer a precisão dos resultados de teste.

[00055] Com referência à Figura 18, a etapa 716 do método 700 pode incluir determinar uma capacidade de tensão estática ou resistência à tensão da ligação com filete 328 (Figura 13). Vantajosamente, o aparelho de teste 600 (Figura 13) permite a determinação direta da capacidade de suporte de carga da ligação com filete 328 e o impedimento da necessidade de medir e registrar níveis de deformação e de tensão na ligação com filete 328 e então correlacionar os níveis de deformação e de tensão aos valores de resistência, conforme pode ser exigido nos testes estruturais convencionais. Vantajosamente, na presente descrição, a capacidade de tensão estática de uma ligação com filete 328 pode ser diretamente determinada com o registro da magnitude da carga de teste de tensão 50 (Figura 13) na falha da ligação com filete 328. A magnitude da carga de teste de tensão 500 na falha pode ser dividida pelo comprimento de ligação com filete 324 (Figura 6) para prover uma resistência de ligação da ligação com filete em termos de unidade de força por unidade linear, tais como libras por polegada.

[00056] O método pode incluir a geração de resultados de teste na forma valores de resistência para uma determinada configuração de ligação com filete 328 (Figura 6). Os resultados de teste podem incluir uma descrição do modo de falha da ligação com filete 328. Por exemplo, o modo de falha pode compreender uma falha coesiva do material adesivo 338 (Figura 6) dentro da ligação com filete 328. O modo de falha pode também compreender uma falha de adesivo em uma interface entre o adesivo e o componente de revestimento 308 (Figura 6) e/ou em uma interface entre o adesivo e o componente de revestimento. O modo de falha pode adicionalmente compreender uma falha de um dos aderentes (isto é, o componente de revestimento 302 e o componente de reforço), tal como uma delaminação e/ou fratura do material de componente de revestimento 302 (Figura 6) e/ou do material do componente de reforço 308, ou outros modos de falha ou combinações de modos de falha. Os resultados de teste podem incluir uma descrição das condições ambientais (por exemplo, temperatura do espécime de teste, umidade relativa) associadas com cada falha e a margem correspondente de segurança da ligação com filete 328, conforme pode ser usado para qualificação de junta e/ou certificação de aeronave.

[00057] De acordo com concretizações, a presente invenção compreende um aparelho de teste 600 para caracterizar uma resistência à tensão de uma ligação com filete 128 que liga um componente de reforço 308 a um componente de revestimento 302 de um espécime de teste 300, compreendendo um acessório inferior 634 configurado para manter o componente de reforço 308 em uma posição fixa, um acessório superior 602 configurado para engatar o componente de revestimento 302 em um par de localizações de engate 626 nos lados opostos da ligação com filete 128, e uma junta de Cardan 604 mecanicamente acoplada ao acessório superior 6-2 e sendo configurada para substancialmente isolar a ligação com filete 128 da flexão assimétrica durante a aplicação de uma carga de teste de tensão 500 à ligação com filete 128.

[00058] Vantajosamente, o acessório superior 602 inclui um par de dispositivos de engate 622 posicionável nas localizações de engate 626, os dispositivos de engate 622 sendo mecanicamente acoplados à junta de Cardan 604.

[00059] Vantajosamente, os dispositivos de engate 622 compreendem pinos de carga cilíndricos 624 engatáveis em uma superfície interna 304 do componente de revestimento 302 nos lados opostos da ligação com filete 128, os pinos de carga 624 sendo orientados substancialmente paralelos a um comprimento da ligação com filete 128.

[00060] Vantajosamente, o componente de reforço 308 inclui uma porção de base 312 e pelo menos duas pernas 318 que se estendem para fora da porção de base 312; e o acessório inferior 634 sendo configurado para fixamente prender as pernas 318 na posição fixa em uma maneira que impeça o movimento vertical e lateral das pernas 318.

[00061] Vantajosamente, o acessório inferior 634 inclui um bloco de fixação externo 638 e um bloco de fixação interno 644 configurados para prender um par de pernas 318 entre eles.

[00062] Vantajosamente, o acessório inferior 634 inclui um mecanismo de ajuste 650 para ajustar uma posição do bloco de fixação interno 644 com relação ao bloco de fixação externo 638 de tal modo que os blocos de fixação interno e externo 644, 638 sejam móveis para o engate de fixação com as respectivas superfícies interna e externa 320, 322 das pernas 318.

[00063] Vantajosamente, a ligação com filete 128 do espécime de teste 300 é configurada substancialmente similar a uma ligação com filete 128 de uma montagem estrutural 100 apresentando uma pluralidade de reforços de painel 108 adesivamente ligada a um painel de revestimento submetido a uma carga de extração de tensão uniformemente distribuída 200 que atua sobre o painel de revestimento, a ligação com filete 180 da montagem estrutural 100 apresentando bordas de filete nos lados opostos da ligação com filete 128, a ligação com filete 128 apresentando uma borda de filete 132 nos lados opostos da ligação com filete 128; e cada uma das localizações de engate 626 sendo substancialmente equidistantemente posicionada em uma distância da ligação com filete 138 de tal modo que as bordas de filete 132 sejam submetidas a uma relação de momento-cisalhamento que é substancialmente equivalente à relação de momento-cisalhamento nas bordas de filete 332 da montagem estrutura 100 submetida a uma carga de extração de tensão uniformemente distribuída 200.

[00064] Vantajosamente, pelo menos um par adjacentemente disposto dos reforços de painel 108 da montagem estrutural 100 apresenta um reforço espaçado do outro em um passo de reforço 124; e as localizações de engate 626 do espécime de teste 300 são espaçadas entre si em um espaçamento de localização de engate 626 que é menor do que o passo de reforço 124.

[00065] Vantajosamente, o componente de revestimento 302 apresenta uma configuração geralmente planar.

[00066] De acordo com concretizações adicionais, a presente invenção compreende um método de caracterizar uma resistência à tensão de uma ligação com filete 128 que liga um componente de reforço 308 a um componente de revestimento 302 de um espécime de teste 300, que compreende as etapas de colocar o espécime de teste 300 em um aparelho de teste 600, de fixamente posicionar um componente de reforço 308 do espécime de teste 300, de engatar o componente de revestimento 302 em um par de localizações de engate 626 nos lados opostos da ligação com filete 128, de aplicar uma carga de teste de tensão 500 à ligação com filete 128 nas localizações de engate 626, e de substancialmente isolar a ligação com filete 128 da flexão assimétrica, quando da aplicação da carga de teste de tensão 500.

[00067] Vantajosamente, o método adicionalmente compreende o engate do componente de revestimento 302 com dois pinos de carga substancialmente paralelos 624 em contato com uma superfície interna 304 do componente de revestimento 302 nos lados opostos da ligação com filete 128 em uma orientação substancialmente paralela a um comprimento da ligação com filete 128, e o acoplamento mecânico dos pinos de carga 524 a uma junta de Cardan 604.

[00068] Vantajosamente, o método adicionalmente compreende a determinação de uma capacidade de suporte de carga de teste de tensão estática da ligação com filete 128 em dividindo um comprimento de ligação por uma magnitude da carga de teste de tensão 600 registrada na falha da ligação com filete 128.

[00069] Vantajosamente, cada dos lados da ligação com filete 128 inclui uma borda de filete 132 em uma interface de adesivo- revestimento 134, onde a etapa de engatar o componente de revestimento 302 compreende as etapas de selecionar uma relação de momento-cisalhamento para a borda de filete compreendendo uma relação de um momento de flexão - força de cisalhamento na borda de filete 132, a relação de momento-cisalhamento sendo substancialmente equivalente a uma relação de momento- cisalhamento em uma borda de filete 332 de uma montagem estrutural 100 sob uma carga de extração de tensão substancialmente distribuída uniformemente 200 que atua sobre um painel de revestimento 102 reforçado pelos reforços de painel 108, e de posicionar a localização de engate 626 em cada lado da ligação com filete 128 de tal modo que a carga de teste de tensão 500 em cada lado da ligação com filete 128 que causa a borda de filete 132 seja submetida à relação de momento-cisalhamento, quando da aplicação da carga de teste de tensão 500.

[00070] Vantajosamente, cada lado da ligação com filete 128 inclui uma borda de filete 132 em uma interface de adesivo-revestimento 134, onde a etapa de engatar o componente de revestimento 302 compreende localizar cada uma das localizações de engate 626 em uma distância da borda de filete 132 de tal modo que a ligação com filete 128 em cada uma das bordas de filete 132 seja submetida à relação de momento-cisalhamento.

[00071] Vantajosamente, a etapa de engatar o componente de revestimento 302 em localizações de engate 626 compreende posicionar as localizações de engate 626 em um deslocamento de localização de engate 626 que é menor do que um passo de reforço 124 entre pelo menos um par adjacentemente formado de reforços de painel 108 de uma montagem estrutural 100 sob uma carga de extração de tensão substancialmente distribuída uniformemente 200 que atua sobre o painel de revestimento.

[00072] Modificações e aperfeiçoamentos adicionais da presente descrição podem ficar evidentes àqueles versados na técnica. Desse modo, a combinação específica de partes descritas e ilustradas aqui se destina a representar apenas certas concretizações da presente descrição e não se destina a servir como limitações de concretizações ou dispositivos alternativos dentro do espírito e escopo da descrição.

Claims (13)

1. Aparelho de teste (600) para caracterizar uma resistência à tensão de uma ligação com filete (128) que liga um componente de reforço (308) a um componente de revestimento (302) de um espécime de teste (300), caracterizado pelo fato de que compreende um acessório inferior (634) configurado para manter o componente de reforço (308) em uma posição fixa,um acessório superior (602) configurado para engatar o componente de revestimento (302) em um par de localizações de engate (626) nos lados opostos da ligação com filete (128);uma junta de Cardan (604) mecanicamente acoplada ao acessório superior (602) e sendo configurada para substancialmente isolar a ligação com filete (128) da flexão assimétrica durante a aplicação de uma carga de teste de tensão (500) ligação com filete (128); eo acessório superior (602) inclui um par de dispositivos de engate (622) posicionável nas localizações de engate (626); eos dispositivos de engate (622) sendo mecanicamente acoplados à junta de Cardan (604).

2. Aparelho de teste (600), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:os dispositivos de engate (622) compreendem pinos de carga cilíndricos (624) engatáveis em uma superfície interna (304) do componente de revestimento (302) nos lados opostos da ligação com filete (128);os pinos de carga (624) sendo orientados substancialmente paralelos a um comprimento da ligação com filete (128).

3. Aparelho de teste (600), de acordo a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:o componente de reforço (308) inclui uma porção de base(312) e pelo menos duas pernas (318) que se estendem para fora a partir da porção de base (312); e o acessório inferior (634) sendo configurado para fixamente prender as pernas (318) na posição fixa em uma maneira impedindo o movimento vertical e lateral das pernas (318).

4. Aparelho de teste (600), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:o acessório inferior (634) inclui um bloco de fixação externo (638) e um bloco de fixação interno (644) configurados para prender um par de pernas (318) entre os mesmos.

5. Aparelho de teste (600), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que:o acessório inferior (634) inclui um mecanismo de ajuste (650) para ajustar uma posição do bloco de fixação interno (644) com relação ao bloco de fixação externo (638) de tal modo que os blocos de fixação interno e externo (644, 638) sejam móveis para o engate de fixação com respectivas superfícies das superfícies interna e externa (320, 322) das pernas (318).

6. Aparelho de teste (600), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:a ligação com filete (128) do espécime de teste (300) é configurada substancialmente similar a uma ligação com filete (128) de uma montagem estrutural (100) apresentando uma pluralidade de reforços de painel (108) adesivamente ligada a um painel de revestimento submetido a uma carga de extração de tensão substancialmente distribuída uniformemente (200) que atua sobre o painel de revestimento, a ligação com filete (128) da montagem estrutural (100) apresentando bordas de filete nos lados opostos da ligação com filete (128);a ligação com filete (128) apresenta uma borda de filete(132) nos lados opostos da ligação com filete (128); ecada uma das localizações de engate (626) é substancialmente posicionada equidistantemente em uma distância da ligação com filete (128) de tal modo que as bordas de filete (132) sejam submetidas a uma relação de momento-cisalhamento que é substancialmente equivalente à relação de momento-cisalhamento nas bordas de filete (332) da montagem estrutural (100) submetida a uma carga de extração de tensão uniformemente distribuída (200).

7. Aparelho de teste (600), de acordo com a reivindicação6, caracterizado pelo fato de que:pelo menos um par adjacentemente disposto dos reforços de painel (108) da montagem estrutural (100) é disposto com os reforços espaçados entre si em um passo de reforço (124); eas localizações de engate (626) do espécime de teste (300) são espaçadas entre si em um espaçamento de localização de engate (626) que é menor do que o passo de reforço (124).

8. Aparelho de teste (600), de acordo com a reivindicação1, caracterizado pelo fato de que:o componente de revestimento (302) apresenta uma configuração geralmente planar.

9. Método para caracterizar uma resistência à tensão de uma ligação com filete (128) que liga um componente de revestimento (308) a um componente de revestimento (302) de um espécime de teste (300), caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:colocar o espécime de teste (300) em um aparelho de teste (600);fixamente posicionar um componente de reforço (308) do espécime de teste (300);engatar o componente de revestimento (302) em um par de localizações de engate (626) nos lados opostos da ligação com filete (128);aplicar uma carga de teste de tensão (500) à ligação com filete (128) nas localizações de engate (626); esubstancialmente isolar a ligação com filete (128) de uma flexão assimétrica, quando da aplicação de carga de teste de tensão (500); eem que a etapa de engatar o componente de revestimento (302) compreende:engatar o componente de revestimento (302) com dois pinos de carga substancialmente paralelos (624) em contato com uma superfície interna (304) do componente de revestimento (302) nos lados opostos da ligação com filete (128) em uma orientação substancialmente paralela a um comprimento da ligação com filete (128); emecanicamente acoplar os pinos de carga (624) a uma junta de Cardan (604).

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa de:determinar uma capacidade de suporte de carga de teste de tensão estática da ligação com filete (128) com a divisão de um comprimento de ligação por uma magnitude da carga de teste de tensão (500) registrada na falha da ligação com filete (128).

11. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que cada um dos lados da ligação com filete (128) inclui uma borda de filete (132) em uma interface de adesivo-revestimento (134), a etapa de engatar o componente de revestimento (302) compreende as etapas de:selecionar uma relação de momento-cisalhamento para a borda de filete compreendendo uma relação de um momento de flexão- força de cisalhamento na borda de filete (132), a relação de momento-cisalhamento sendo substancialmente equivalente a uma relação de momento-cisalhamento em uma borda de filete (332) de uma montagem estrutural (100) sob uma carga de extração de tensão substancialmente distribuída uniformemente (200) que atua sobre um painel de revestimento (102) reforçado por reforços de painel (108); eposicionar a localização de engate (626) em cada lado da ligação com filete (128) de tal modo que a carga de teste de tensão (500) em cada lado da ligação com filete (128) que causa a borda de filete (132) seja submetida à relação de momento-cisalhamento, quando da aplicação da carga de teste de tensão (500).

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que cada lado da ligação com filete (128) inclui uma borda de filete (132) em uma interface de adesivo- revestimento (134), a etapa de engatar o componente de revestimento (302) compreende:localizar cada uma das localizações de engate (626) em uma distância da borda de filete (132) de tal modo que a ligação com filete (128) em cada uma das bordas de filete (132) seja submetida à relação de momento-cisalhamento.

13. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a etapa de engatar o componente de revestimento (302) nas localizações de engate (626) compreende:posicionar as localizações de engate (626) em um espaçamento de localização de engate (626) que é menor do que um passo de reforço (124) entre pelo menos um par adjacentemente disposto de reforços de painel (108) de uma montagem estrutural (100) sob uma carga de extração de tensão substancialmente distribuída uniformemente (200) que atua sobre o painel de revestimento.

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