Composite structures are commonly joined using adhesive or mechanical joints, withmechanical joints being preferred when components need to be removable for maintenancepurposes. However, the presence of mechanical joints introduces a discontinuity in theload path, which can serve as an initiation point for failure and needs to be taken intoaccount in the design of the joint. Additionally, delaminations may occur around thefastener hole during the manufacturing and assembly processes, further impacting thestrength of the laminate under compressive loading. While some studies have assessedthe residual strength of open-hole specimens, limited information exists regarding theresidual bearing strength in delaminated composite joints. This study aims to assessthe significance of delaminations of varying sizes on the bearing strength of single-bolt,single-lap shear joints under static loading using numerical analysis methods. The effectsof countersinking and bolt size are also examined. Stress and progressive failure analysisare utilized to evaluate different parameters and account for the nonlinear behavior of thematerials. The study reveals that the presence of delamination leads to degradation ofthe bearing strength of approximately five percent when bolt pretension is applied and15 percent in the absence of pretension. Countersinking increases maximum and averagestresses on the cylindrical section of the hole, while a larger bolt size enhances bearingstrength by reducing bolt bending in single-lap shear joints. / Kompositstrukturer sammanfogas vanligtvis med hjälp av lim eller mekaniska fogar,där mekaniska fogar är att föredra när komponenter måste kunna demonteras förunderhållsändamål. Mekaniska fogar introducerar dock en diskontinuitet i lastvägen, somkan fungera som en startpunkt för strukturella fel och måste beaktas vid utformningenav fogen. Dessutom kan delaminering uppstå runt fästelementhålet under tillverkningsochmonteringsprocesserna, vilket ytterligare påverkar laminatets tryckhållfasthet. Någrastudier har utvärderat resthållfastheten hos prov med öppna hål, men det finns begränsadinformation om den resterande tryckhållfastheten vid hålkanten hos delamineradekompositfogar. Denna studie syftar till att bedöma påverkan av delamineringar avvarierande storlek på tryckhållfastheten vid hålkanten hos enskärsförband med ettfästelement under statisk belastning med hjälp av numeriska analysmetoder. Ävenpåverkan av försänkning och bultstorlek undersöks. Analyser av spänning och progressivskada används för att utvärdera olika parametrar och ta materialens olinjära beteendetill hänsyn. Studien ställer fast att förekomsten av delaminering leder till en försämringav tryckhållfastheten vid hålkanten med cirka fem procent när fästelementet är underförspänning och 15 procent utan förspänning. Försänkning av fästelementets huvud ökarmaximala och genomsnittliga spänningar på den cylindriska delen av hålet, medan enstörre bultstorlek höjer tryckhållfastheten vid hålkanten genom att minska bultböjningen ienskärsförband.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-340500 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Kukkonen, Olavi |
| Publisher | KTH, Lättkonstruktioner, marina system, flyg- och rymdteknik, rörelsemekanik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2023:209 |
Page generated in 0.0027 seconds