Show simple item record

dc.contributor.authorBielawski, Radosław
dc.date.accessioned2018-08-06T10:35:19Z
dc.date.available2018-08-06T10:35:19Z
dc.date.issued2016
dc.identifier.urihttps://depot.ceon.pl/handle/123456789/15675
dc.description.abstractZaprezentowana praca dotyczy badania i modelowania połączeń nitowych w zbrojonym włóknem szklanym kompozycie polimerowym. Całość została podzielona na dwie zasadnicze części. Pierwsza z nich dotyczy wiedzy teoretycznej związanej z jej tematyką, natomiast druga odnosi się do badań eksperymentalnych oraz omówienia ich wyników. W części teoretycznej dysertacji dokonano przeglądu współczesnej literatury, na podstawie której przedstawiono definicje podstawowych terminów stosowanych w pracy, budując siatkę pojęciowo-znaczeniową. Sklasyfikowano materiały kompozytowe oraz przedstawiono budowę i właściwości poszczególnych ich komponentów. W jej dalszej części opisane zostały metody wytwarzania wyrobów kompozytowych, lecz z uwagi na ich mnogość oraz tematykę dysertacji ograniczono je wyłącznie do metod stosowanych w wytwarzaniu elementów konstrukcji lotniczych. Opisano także zastosowanie kompozytów w cywilnych i wojskowych konstrukcjach lotniczych, podając przykłady ich implementacji. Dalszą część pracy poświęcono degradacjom w kompozytach zbrojonych włóknami ciągłymi. Z uwagi na związek z pracą opisane zostały wybrane degradacje mechaniczne występujące w tego typu laminatach, takie jak: imperfekcje spoiwa, delaminacje czy zniszczenia włókien. Określono i opisano globalne modele zniszczeń laminatów w połączeniach mechanicznych. Kolejna część pracy stanowi opis matematyczny zjawisk dotyczących uszkodzeń laminatów, który współcześnie używa się do modelowania tego typu zjawisk fizycznych. Stanowią je kryteria zniszczeń. Kolejny rozdział dysertacji opisuje metody łączenia lotniczych elementów kompozytowych. Opisano w nim połączenia klejone i nitowane, podając ich typowe modele. W ramach tej części pracy, z uwagi na jej tematykę, uwagę skupiono na wiedzy dotyczącej nitonakrętek. Po części teoretycznej dokonano próby oceny stanu wiedzy w obszarze badań na podstawie dostępnej literatury. W oparciu o nią zaproponowano metodykę prowadzenia eksperymentalnych badań naukowych. W ramach niej określono przedmiot, cel i tezę pracy oraz postawiono zadania badawcze. Druga z zasadniczych, eksperymentalna część dysertacji, poprzedzona została opisem eksperymentalnych i teoretycznych metod zastosowanych w celu rozwiązania problemów badawczych. Opisane zostały w niej autorsko zaprojektowane stanowiska pomiarowe oraz zastosowane algorytmy. Część eksperymentalną podzielono na dwa rodzaje badań. W pierwszym z nich dokonano szeregu eksperymentów określających możliwości stosowania połączeń nitowych w kompozytach konstrukcyjnych. Określono i zidentyfikowano problemy badawcze występujące w tego typu połączeniach. Na te potrzeby z kompozytu GFRP 9zbudowano szereg próbek oraz układ badawczy, w którym dokonano prób na maszynie wytrzymałościowej. Przeprowadzono analizę: sił, sztywności, zniszczeń oraz rozkładów odkształceń pionowych w badanych laminatach. Tę część pracy podsumowano wnioskami. Druga część badań eksperymentalnych dotyczyła połączeń nitonakrętkowych w laminatach. W tym celu wykorzystano wcześniej zbudowane kompozyty warstwowe, z których, zgodnie z przyjętymi modelami, zbudowano i połączono próbki. W oparciu o zaprojektowany układ oraz maszynę wytrzymałościową dokonano prób wytrzymałościowych. Na podstawie wyników określono: przebiegi sił, modele oraz formy zniszczeń, a także w wybranych połączeniach rozkłady odkształceń pionowych w oparciu o dwie komplementarne metody badawcze – cyfrową korelację obrazu oraz metodę elementów skończonych. Dzięki nim możliwe było oszacowanie poprawności otrzymanych wyników. Na tym etapie badań wykorzystano nitonakrętki stalowe oraz ze stopów aluminium, dzięki którym zbudowano modele połączeń, takie jak: pojedyncza i podwójna zakładka, oraz podwójna zakładka z częścią metalową. Druga z części eksperymentalnych została zakończona wyciągnięciem wniosków. Na podstawie wyników badań, uzyskanych w procesie badawczym w dysertacji określono możliwości stosowania połączeń zbudowanych z nitonakrętek w lotniczych strukturach kompozytowych. Całość pracy podsumowano wnioskami oraz przedstawiono perspektywę prowadzenia badań w obszarze materiałów kompozytowych oraz połączeń nitonakrętkowych dotyczących struktur lotniczych.pl
dc.description.abstractPresented work concerns the research on riveting connections and modelling in Glass Fibre Reinforced Plastics (GFRP). The work is divided into two main parts. The first concerns the theoretical knowledge related to the subject of the work, while the second refers to the experimental studies and describes their results. In the theoretical part of the dissertation the review of the contemporary literature was conducted, on the basis of which the definitions of basic terms used in the work were shown, by building a conceptual-semantic grid. The composite materials were classified as well as the construction and properties of the individual components were depicted. In the further part the methods of manufacturing composite products were presented, but because of their multitude and the topic of the dissertation, they were limited only to the methods used in the manufacturing of aviation structural components. Also there was described the use of composites in civil and military aviation designs, giving examples of their implementation. The further chapters are devoted to the degradation in Fibre Reinforced Polymer (FRP). Because of the relationship with the work there were described only selected mechanical degradations occurring in these types of laminates, such as: matrix imperfections, delamination and fibres destruction. Global failure modes in laminates were specified and described. The further part of the work is the mathematical description of phenomena relating to laminates damage, which currently are used for modelling of this type of physical phenomena. There are criteria for them. The next chapter describes the bonding methods of composite elements in aviation industries. There were presented adhesive joints and riveted connections, giving their literature typical models. Within this part of the work, because of its theme, the attention was focused on the knowledge of the rivet nuts. After the theoretical part, on the basis of the available literature, the state of knowledge in the field of research was assessed. On the basis of it, the methodology of conducting experimental research was carried out. This way the subject, the aim and the work thesis were specified and research tasks were defined. The second essential, experimental part of the dissertation was preceded by a description of the experimental and theoretical research methods used to address the issues. Within it there were described designed measuring positions and applied algorithms. The experimental part is divided into two types of research. The first of these was a series of experiments that determine the applicability of riveting in construction composites. Research issues that occur in this type of connection were identified and specified. To meet these needs 11a number of samples were built using GFRP materials together with the test system, in which the trials on tensile machine were conducted. The following issues were analysed: destruction and feed forces, stiffness modulus, failure modes and the vertical deformation distributions on the tested laminates. This part of the work is summarized with certain conclusions. The second part of the experimental studies concerned rivet nuts laminates connections. To this, we used the previously constructed composites, from which samples were built and connected, in accordance with the adopted models. On the basis of the designed layout and tensile machine, endurance tests were performed. Relying on the results the following were specified: courses of forces, failure modes, forms of destruction, as well as vertical deformation distributions in selected connections, based on two complementary research methods – Digital Image Correlation (DIC) and Finite Element Method (FEM). Thanks to them it was possible to estimate correctness of the obtained results. In this stage, the rivet nuts made of steel and aluminium alloy were used to build the connection models such as: single and double tab, and double tab with a metal part. The second part of the experimental phase was completed with some conclusions. On the basis of the results obtained in the research process in this dissertation, the possibilities of using composite connections of rivet nuts in aviation manufactured structures were determined. The whole work is summarized with synthetic conclusions and it includes prospect of research in the area of composite materials and rivet nuts connections on the aviation structures.en
dc.language.isopl
dc.rightsDozwolony użytek*
dc.titleBadanie i modelowanie połączeń nitowych w lotniczych strukturach kompozytowychpl
dc.typedoctoralThesispl
dc.contributor.organizationPolitechnika Warszawskapl


Files in this item

Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Dozwolony użytek
Using this material is possible in accordance with the relevant provisions of fair use or other exceptions provided by law. Other use requires the consent of the holder.