SU1225934A1 - Method of fatique testing of sheet materials with holes to receive fasteners - Google Patents
Method of fatique testing of sheet materials with holes to receive fasteners Download PDFInfo
- Publication number
- SU1225934A1 SU1225934A1 SU843809546A SU3809546A SU1225934A1 SU 1225934 A1 SU1225934 A1 SU 1225934A1 SU 843809546 A SU843809546 A SU 843809546A SU 3809546 A SU3809546 A SU 3809546A SU 1225934 A1 SU1225934 A1 SU 1225934A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- holes
- package
- sheet materials
- sleeve
- receive fasteners
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
II
Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано применительно к услови м работы механических точечных соединений дл определени степени вли ни величины нат гов , создаваемых при постановке крепежного элемента (заклепка, болт и т.д.) в отверстие смешанного паке The invention relates to mechanical engineering and can be used with reference to the conditions of operation of mechanical point connections to determine the degree of influence of the magnitude of the tensions created when the fastener is set (rivet, bolt, etc.) into the hole of the mixed bag.
вых конструкционных материалов, образующих пакет, в том числе и их волокнистых композитных материалов.out of the structural materials forming the package, including their fibrous composite materials.
Цель изобретени - повьшение достоверности результатов испытаний.The purpose of the invention is to increase the reliability of the test results.
На фиг. 1 приведен образец с отверстием из исследуемого материала, например углепластика, и размещенной в этом отверстии втулки из пластично-, го материала, исходное положение; на фиг, 2 - стади окончани процесса осадки втулки из пластичного ма- териала с созданием симметричного пол сжимающих радиальных напр жений; на фиг. 3 - экспериментальные зависимости числа циклов N до разрушени образцов при заданной циклически мен ющейс относительной деформации изгиба от величины радиальной статической деформации при осадке втулки; на фиг. 4 - исходное положение пакета и оснастки перед постановкой болта; на фиг. 5 - силова точка с оптимальными нат гами в каждом из элементов пакета; на фиг. 6 - схема установки дл осуществлени предлагаемого способа, общий вид.FIG. 1 shows a sample with a hole made of a material under study, for example carbon fiber, and a sleeve made of plastic material placed in this hole, the initial position; Fig. 2 shows the stage of ending the process of precipitation of a sleeve from a plastic material with the creation of a symmetric field of compressive radial stresses; in fig. 3 - experimental dependences of the number of cycles N to failure of the samples at a given cyclically varying relative deformation of the bend on the magnitude of the radial static deformation during the settlement of the sleeve; in fig. 4 - the initial position of the package and equipment before setting the bolt; in fig. 5 — force point with optimal tensions in each of the package elements; in fig. 6 is an installation diagram for carrying out the proposed method; general view.
Способ осуществл етс следующим образом.The method is carried out as follows.
10ten
ру симметричное поле напр жении, характеристики и прот женность которого определ ют rto пеличине радиальной деформации (ci, -J преде) /с прелв величиной нат га i d, - рррдв. Конфигурацию несимметричного пол напр жений по периметру отверсти в исследуемом материале создают использованием втулки с неплоским (например, ступенчатым ) рабочим торцом (со стороны пуансона 4).the symmetric field, the characteristics and extent of which determine rto the radial strain subscale (ci, -J predetermined) / with the tension value i d, - rrrdv. The configuration of asymmetric stress across the perimeter of the hole in the test material is created using a sleeve with a non-planar (for example, stepped) working end (from the side of the punch 4).
Затем образец 5 закрепл ют на уста новке, содержащей пневматический возбудитель 6 колебаний и струнное уст15 ройство 7, рсуществл ют высокочастотную знакопеременную нагрузку последнего (фиг. 6). При заданной степени деформации изгиба бц (фиг. 6) получают число циклов нагружени N образ20 Ца до его разрушени . Экспериментальные зависимости N i(i) или N (() дл материалов элементов, составл ющих пакет, получают, задава сь величинами нат гов 1Then, the sample 5 is fixed on a device containing a pneumatic exciter 6 and a string device 7, and a high-frequency alternating load of the latter is implemented (Fig. 6). For a given degree of flexural deformation of the BC (Fig. 6), the number of loading cycles N image 20 Ca before its destruction is obtained. Experimental dependences N i (i) or N (() for the materials of the elements constituting the package are obtained by setting the values of the tensions 1
, -do, , -do,
редвredb
илиor
25 величинами радиальных деформаций25 values of radial deformations
8 1/J,8 1 / j,
редв redb
Далее по известному базовому числу циклов работы конструкционных материалов применительно к услови м работы механического то- 3Q чечного соединени наход т величины оптимальных нат гов i, и I g или деформаций f, и fj дл каждрго элемен та пакета (фиг. 3).Then, using the known basic number of cycles of construction materials, the conditions for the operation of a mechanical 3Q rammer find the values of optimal tensions i, and I g or deformations f, and fj for each element of the package (Fig. 3).
Технологически обеспечение оптимальных нат гов i и 1, в элементахTechnologically ensuring optimal tension i and 1, in the elements
-- -z пакета достигают по описанной вьпие - -z package reach as described above
Схеме с наличием в каждом из них своей деформированной втулки (фиг.4). Пакет фиксируют прижимом 2 с заданным усилием Рппил В отверстии прижимаThe scheme with the presence in each of them its deformed sleeve (figure 4). The package is fixed with a clamp 2 with a given force Rppil In the hole of the clamp
из волокнистого композитного материа- 40 оосном с отверсти ми в элементахmade of fiber composite material - 40 core with holes in the elements
ла типа углепластик, имеющий сквозноеla type carbon fiber having a through
предварительное отверстие диаметромpre-bore diameter
Образец в виде пластины, например.A sample in the form of a plate, for example.
пакета (используют направл ющие штифты ) , устанавливают втулку 3, имеющуюpackage (use guide pins), install the sleeve 3, having
лредв размещают на матрице 1 и фикпакета (используют направл ющие штифты ) , устанавливают втулку 3, имеющую Lredv is placed on the matrix 1 and fikpaket (use guide pins), install the sleeve 3, having
диаметр стержн , равный drod diameter equal to d
предвanticipate
ПриWith
сируют прижимом 2. В отверстие образ- воздействии ударника 4 имп ульсной си- ца устанавливают втулки 3 из пластич- 45 „ р втулке 3 осуществл ют ееsqueeze with a clamp 2. In the hole of the image of the impactor of a 4-pulse pulse, install sleeves 3 made of plastic 45
ного материала, например технически чистого алюмини (АДО). В соосньк отверсти х матрицы 1, прижима 2 и втулки 3 размещают ступенчатый пуансон 4.material, such as technically pure aluminum (ADO). In the coaxial orifices of the die 1, the presser 2 and the bushings 3, a stepped die 4 is placed.
выпрессовку из элементов пакета и постановку по месту соединени ,. После чего производ т образование замыкающей головки заклепки без раздачи стерж- Высота втулки 3 превышает толщину об- 50 толщине пакета. Получают сило- разца. К ступенчатому пуансону 4 прикладывают усили Р , производ т пластическую осадку втулки и соответственно вызывают увеличение диаметра J предв - диаметра cJ,, ( внутренний 55 д1.аметр втулки J не измен ют) . Увеливую точку, например болтовое соединение (фиг. 5) в каждом элементе пакета, имеющее по периметру поле сжимающих напр жений с оптимальными параметрами .extrusion of package elements and setting at the place of connection,. After that the closing head of the rivet is formed without distributing the rod. The height of the sleeve 3 exceeds the thickness of the thickness of the package. Get a power difference. A force P is applied to the stepped plunger 4, plastic bushing is produced and, accordingly, an increase in diameter J of pre-diameter cJ ,, is made (internal 55 d1. The diameter of sleeve J is unchanged). Zoom point, such as a bolted connection (Fig. 5) in each element of the package, having a field of compressive stresses along the perimeter with optimal parameters.
чение диаметра отверсти в образцеthe diameter of the hole in the sample
fABfAB
nnpiB До формирует по перимет nnpiB till forms perimet
ру симметричное поле напр жении, характеристики и прот женность которого определ ют rto пеличине радиальной деформации (ci, -J преде) /с прелв величиной нат га i d, - рррдв. Конфигурацию несимметричного пол напр жений по периметру отверсти в исследуемом материале создают использованием втулки с неплоским (например, ступенчатым ) рабочим торцом (со стороны пуансона 4).the symmetric field, the characteristics and extent of which determine rto the radial strain subscale (ci, -J predetermined) / with the tension value i d, - rrrdv. The configuration of asymmetric stress across the perimeter of the hole in the test material is created using a sleeve with a non-planar (for example, stepped) working end (from the side of the punch 4).
Затем образец 5 закрепл ют на установке , содержащей пневматический возбудитель 6 колебаний и струнное уст5 ройство 7, рсуществл ют высокочастотную знакопеременную нагрузку последнего (фиг. 6). При заданной степени деформации изгиба бц (фиг. 6) получают число циклов нагружени N образ0 Ца до его разрушени . Экспериментальные зависимости N i(i) или N (() дл материалов элементов, составл ющих пакет, получают, задава сь величинами нат гов 1Then the sample 5 is fixed on the installation containing the pneumatic exciter 6 oscillations and string device 7, the high-frequency alternating load of the latter is realized (Fig. 6). For a given degree of flexural deformation of the BC (Fig. 6), the number of loading cycles N image0 Ca before its destruction is obtained. Experimental dependences N i (i) or N (() for the materials of the elements constituting the package are obtained by setting the values of the tensions 1
, -do, , -do,
редвredb
илиor
5 величинами радиальных деформаций5 values of radial deformations
8 1/J,8 1 / j,
редв redb
Далее по известному базовому числу циклов работы конструкционных материалов применительно к услови м работы механического то- Q чечного соединени наход т величины оптимальных нат гов i, и I g или деформаций f, и fj дл каждрго элемента пакета (фиг. 3).Then, using the known basic number of cycles of construction materials, with regard to the working conditions of the mechanical Q-point joint, the values of the optimal tensions i, and I g or deformations f, and fj for each element of the package are found (Fig. 3).
Технологически обеспечение оптимальных нат гов i и 1, в элементахTechnologically ensuring optimal tension i and 1, in the elements
-- -z пакета достигают по описанной вьпие - -z package reach as described above
пакета (используют направл ющие штифты ) , устанавливают втулку 3, имеющуюpackage (use guide pins), install the sleeve 3, having
диаметр стержн , равный drod diameter equal to d
предвanticipate
ПриWith
воздействии ударника 4 имп ульсной си- „ р втулке 3 осуществл ют ееthe impact of the hammer 4 impulse sy- nr the sleeve 3 makes it
выпрессовку из элементов пакета и постановку по месту соединени ,. После чего производ т образование замыкающей головки заклепки без раздачи стерж- толщине пакета. Получают сило- extrusion of package elements and setting at the place of connection,. After that, the closing head of the rivet is formed without distribution of the core to the package thickness. Get silo
вую точку, например болтовое соединение (фиг. 5) в каждом элементе пакета, имеющее по периметру поле сжимающих напр жений с оптимальными параметрами .a specific point, for example, a bolted joint (Fig. 5) in each element of the package, which has a field of compressive stresses along its perimeter with optimal parameters.
Изобретение может быть использовано при изготовлении клепаных панелей.The invention can be used in the manufacture of riveted panels.
состо щих из алюминиевой (Д16АТ) об- шинкн и стринг сров нз бороалюмини (ЛДО + В) с объемной долей упрочн;:ю- щич волокон (25%) . Толщина обшивки и полок стрингеров по 2,0 мм. Перед постановкой по месту соединени заклепок диаметром 4,0 мм из сплава В65 и клепки пакетов изготовлены из указанных материалов образцы с размерами:consisting of aluminum (D16AT) oblikn and string sraz nz boroaluminium (LDO + B) with a volume fraction of strengthened:: yuchshchich fibers (25%). The thickness of the skin and shelves stringers of 2.0 mm. Before staging at the junction of rivets with a diameter of 4.0 mm, alloy B65 and riveting of the bags are made of the above materials, samples with dimensions:
шириной 40 мм, длиной 150 мм. В цент- О импульсной установки МИУ-10 при энер- ральной части образцов пробивают с помощью инструментальной оснастки, выполненной по 7-му квалитету точносгии разр да в 2 кДж. После чего на выступающих част х стержней заклепок высверливают глухие отверсти (диаметром 1,5 мм, глубиной 6,0 мм) и затем выполн ют образование замыкающих головок заклепок за два перехода. Панели (6 штук) испытывают на стенде, имитирукицем эксплуатационные услови .40 mm wide, 150 mm long. At the center of the pulsed installation, the MIU-10, with the energy of the samples, is punched with the aid of tooling, made according to the 7th quality of discharge accuracy of 2 kJ. After that, blind holes (1.5 mm in diameter, 6.0 mm in depth) are drilled on the protruding parts of the rivet rods, and then closing rivet heads are formed in two transitions. The panels (6 pieces) are tested at the stand, imitated by the operating conditions.
отверсти диаметрами 3, (в об- разцах из бороалюмини ) и 3, (в образцах из Д16АТ). В отверсти образцов беззазорно устанавливают втулки из технически чистого алюмини (АДО) с толщиной стенки,равной 1,Омм.Высо- та каждой втулки превышает толщину образца. На устройстве, позвол ющем контролировать движение инструмента, производ т пластическую осадку втулок с обеспечением заданных степеней радиальных деформаций: дл образцов из сплава Д16АТ от О до 10%, дл образцов из бороалюмини от О до 1,0%. Дл обеспечени устойчивости технологического процесса образовани заклепочного соединени заклепки проход т калибровку до диаметра 4,0 мм После испытани образцов резонансным методом получают кривые зависимости числа циклов N до разрушени образца (регистрировалось падение резонансной -частоты не более, чем на 20%) от величины радиальной деформации отверсти . Получено, что при базовом числе циклов колебаний М 500 тыс. оптимальные степени радиальных деформаций 0,8% дл образцов из бороалюмини и 1,32% дл образцов из Д16АТ.holes with diameters of 3, (in samples of boroaluminium) and 3, (in samples of D16AT). Sleeves of technically pure aluminum (ADO) with a wall thickness equal to 1 Ohm are installed without holes in the sample holes. The height of each sleeve is greater than the sample thickness. On the device, which allows to control the movement of the tool, plastic sleeves of the sleeves are produced with ensuring the specified degrees of radial deformation: for samples from D16AT alloy from O to 10%, for samples from boroaluminium from O to 1.0%. To ensure the sustainability of the riveted riveting process, the rivet is calibrated to a diameter of 4.0 mm. After testing the samples using the resonance method, the curves for the number of cycles N are obtained before the sample is destroyed (a decrease in the resonant frequency was recorded by no more than 20%) holes. It was found that with a base number of oscillation cycles of M 500 thousand, the optimal degrees of radial deformation are 0.8% for samples from boroaluminium and 1.32% for samples from D16AT.
Отверсти в бороалюминиев1-(х стрингерах и обшивке из сплава с целью гарантировани требуемых нат гов изготавливают методом пробивки соответственно со следующими диаметрами 3,97 и 3,95 мм. Постановку заклепок в отверсти собираемых элементов производ т с помощью ударника, приводимого в движение от магнитно О импульсной установки МИУ-10 при энер- Holes in boroaluminium1- (x stringers and alloy casing to ensure the required tensions are made by punching, respectively, with the following diameters 3.97 and 3.95 mm. The rivets are inserted into the holes of the assembled elements by means of a hammer About the impulse installation MIU-10 at
15 ZO 5 о 515 ZO 5 about 5
00
гии разр да в 2 кДж. После чего на выступающих част х стержней заклепок высверливают глухие отверсти (диаметром 1,5 мм, глубиной 6,0 мм) и затем выполн ют образование замыкающих головок заклепок за два перехода. Панели (6 штук) испытывают на стенде, имитирукицем эксплуатационные услови .The discharge rate is 2 kJ. After that, blind holes (1.5 mm in diameter, 6.0 mm in depth) are drilled on the protruding parts of the rivet rods, and then closing rivet heads are formed in two transitions. The panels (6 pieces) are tested at the stand, imitated by the operating conditions.
Предлагаемый спосс усталостных испытаний листовых материалов с отверсти ми под крепежные элементы позвол ет повысить за счет оптимизации нат га ресурс работы панелей на 30- 40% по сравнению с ресурсом аналогичных панелей, изготовленных без учета специфики заклепочного соединенни на пакетах, содержащих волокнистые композиционные материалы, определить эксплуатационные характеристики будущего соединени наложением практически любого по конфигурации пол сжимающих напр жений и прогнозировать прочность соединений в услови х эксплуатации и этим резко уменьшить объем натурных образцов макетов.The proposed sposs of fatigue tests of sheet materials with holes for fasteners allows increasing, by optimizing the tension of the panels, the life of the panels by 30-40% compared to the resource of similar panels made without taking into account the specificity of riveted joints on packages containing fibrous composite materials, to determine operational characteristics of the future connection by imposing practically any configuration of the field of compressive stresses and predict the strength of the joints under operating conditions oatsii and this sharply reduce the volume of full-scale samples of mockups.
Кроме того, предлагаемый способ позвол ет сократить более чем в 10 раз длительность испытаний и значительно сократить объем испытываемых материалов, что весьма важно дл элементов конструкций из волокнистых композиционных материалов, так как их стоимость во много раз превышает стоимость традиционных материалов.In addition, the proposed method allows reducing the test duration by more than 10 times and significantly reducing the amount of test materials, which is very important for structural elements made of fibrous composite materials, since their cost is many times higher than the cost of traditional materials.
oi/xenoi / xen
/V, циклы/ V, cycles
NSNS
103103
62 ij i ct.j- dnped862 ij i ct.j- dnped8
Фиг.ЗFig.Z
ФигМFigm
66
С катый 8озд1/}(With the rolled 8tozz1 /} (
Силова .-точкаSilova.-Point
Узлобые Knotty
Редактор Г. -ВолковаEditor G.-Volkova
Составитель М. ПроконнчевCompiled by M. Prokonnchev
Техред И. ВересКорректор М. ШарошиTehred I. VeresKorrektor M. Sharoshi
2108/222108/22
Тираж 777Circulation 777
Государс/1 вениого комитета по ичобрете1 И11 и открытий П3(3), Москна, Ж- 35, Раушска иаб., д. 4/5State / 1 Vienna Committee for Inventory 1 I11 and Discoveries P3 (3), Moscna, F-35, Raushsk iab., 4/5
Производстве пно-полиграфич1 гкое П1и д11 и тие, г. Ужгород, ул. Ир(И:ктн 1 , АProduction of polygraphic polygraphic P1i d11 and Tie, Uzhgorod, st. Er (I: ctn 1, A
Фиг. 6FIG. 6
ПодписноеSubscription
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843809546A SU1225934A1 (en) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | Method of fatique testing of sheet materials with holes to receive fasteners |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843809546A SU1225934A1 (en) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | Method of fatique testing of sheet materials with holes to receive fasteners |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1225934A1 true SU1225934A1 (en) | 1986-04-23 |
Family
ID=21145687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU843809546A SU1225934A1 (en) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | Method of fatique testing of sheet materials with holes to receive fasteners |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1225934A1 (en) |
-
1984
- 1984-11-02 SU SU843809546A patent/SU1225934A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 829301, 19S1. 2-ОСТ 1 90214-75. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3704506A (en) | Electromagnetic high energy forming | |
US7497361B2 (en) | Process to fracture connecting rods and the like with resonance-fatigue | |
US3961739A (en) | Method of welding metals using stress waves | |
EP3117924A1 (en) | Method for connecting at least two components by means of a self-piercing rivet device and manufacturing equipment | |
SU1225934A1 (en) | Method of fatique testing of sheet materials with holes to receive fasteners | |
US3952401A (en) | Process for installing fatigue-rated rivets | |
DE1803509A1 (en) | Method and device for processing metal | |
DE102015215197A1 (en) | rivet | |
EP3332886A1 (en) | Method and assembly for monitoring self-piercing riveting | |
Correia et al. | Fatigue behaviour of single and double shear connections with resin-injected preloaded bolts | |
Schauwecker et al. | Investigation of the failure behaviour of bolted connections under crash loads and a novel adaption to an enhanced abstracted bolt model | |
RU2007250C1 (en) | Method of riveting composite stacks | |
JP2003074117A (en) | Steel-framed rigid-framed structure | |
Suresh et al. | Analysis of Rivets Using Finite Element Analysis | |
SU1323201A1 (en) | Method of making permanent joint | |
SU1766574A1 (en) | Method of rivets production | |
SU1712055A1 (en) | Method for making rivet joint | |
KR100615539B1 (en) | A device and method for reducing tensile residual stress in the penetration nozzle for reactor | |
DE102017110904A1 (en) | Method and apparatus for forming a workpiece by vibration welding | |
RU2007249C1 (en) | Method of making flush joint | |
RU2049593C1 (en) | Method of riveting | |
SU1528598A1 (en) | Method of countersunk rivetting and device for effecting same | |
Watanabe et al. | Hysteretic behaviour of thin tubular beam-columns with round corners | |
SU859002A1 (en) | Dynamic riveting method | |
RU1780916C (en) | Rivet manufacturing method |