THE EFFECTS OF THE HYBRID ADHESIVE-ORDER ON STRENGTH OF THE ADHESIVELY-BONDED JOINT

Year 2016, Volume: 57 Issue: 679, 63 - 72, 30.08.2016

Özkan Öz Halil Özer

Abstract

Increasing the strength of adhesively-bonded joints is possible
by reducing the peeling stress intensity and ensuring a more uniform
distribution of shear stress along the adhesive bondline.

In the study, the most common methods
used to increase the strength of the single-lap joints were explained and the
hybrid (bi-adhesive) bonding method was examined in detail, in which at least
two different adhesives were used together along the overlap length. Hybrid
bonding method is a kind of technique that rigid adhesive is located in the
middle of the overlap length and the flexible one is at the both ends. The
effect of using the hybrid bonding scheme on the stress distributions was shown
graphically for varying the adhesive bond-length ratio. Also, the advantages of
the method over the other commonly used methods were described in terms of the
joint strength. Application steps of the method were studied in detail.

As a result, it was graphically showed
that using the hybrid adhesive-order along the overlap results in considerably
decreased the peel and shear stress values at the edges, when compared to the
mono bondline bonded with stiff adhesive only.

Keywords

Joint strength, hybrid adhesive joint, stress analysis

HİBRİT YAPIŞTIRMA-DÜZENİNİN BİNDİRME BAĞLANTI MUKAVEMETİNE ETKİLERİ

Abstract

Yapıştırmalı bağlantıların dayanımının arttırılması, soyulma
gerilmesi yoğunluğunun düşürülmesi ve kayma gerilmesinin bindirme yüzeyi
boyunca daha homojen dağılımının sağlanması ile mümkündür.

Çalışma kapsamında, basit bindirmeli bağlantıların dayanımını
arttırmak amacıyla, kullanılan yaygın yöntemler açıklanmış ve en az iki farklı
yapıştırıcının beraber kullanıldığı derecelendirilmiş yapıştırma çizgisi
yöntemi olan hibrit yapıştırma bağlantısı detaylı olarak incelenmiştir. Hibrit
yapıştırma bağlantısı, rijit yapıştırıcın bindirme uzunluğunun ortasında, sünek
yapıştırıcının kenarlarda kullanıldığı bağlantı çeşididir. Hibrit yapıştırma
düzenini kullanmanın, gerilme dağılımları üzerine etkisi, yapıştırıcı uzunluk
oranlarının değiştirilmesi durumu için grafiksel olarak gösterilmiş, ayrıca,
yaygın olarak kullanılan diğer yöntemlere göre bağlantı dayanımı yönünden
üstünlükleri belirtilmiştir. Yöntemin uygulanma şekli detaylı olarak
incelenmiştir.

Sonuç olarak, hibrit yapıştırma düzenini kullanmanın, yapıştırıcı
uzunluğu boyunca, özellikle rijit yapıştırıcının tekil olarak kullanıldığı
duruma göre, kenarlarda soyulma ve kayma gerilmesi değerlerini önemli ölçüde
azalttığı grafiksel olarak gösterilmiştir. 

Keywords

Bağlantı dayanımı, hibrit yapıştırma bağlantısı, gerilme analizi

References

• 1. Bavi, O., Bavi, N., Shishesaz, M. 2013. “Geometrical Optimization of the Overlap in Mixed Adhesive Lap Joints,” The Journal of Adhesion, vol. 89, p. 948–972.
• 2. Katnam, K. B., Crocombe, A. D., Khoramishad, H., Ashcroft, I. A. 2010. “Load Ratio Effect on the Fatigue Behaviour of Adhesively Bonded Joints: An Enhanced Damage Model,” The Journal of Adhesion, vol. 86, p. 257–272.
• 3. Fessel, G., Broughton, J. G., Fellows, N. A., Durodola, J. F., Hutchinson, A. R. 2007. “Evaluation of Different Lap-Shear Joint Geometries for Automotive Applications,” International Journal of Adhesion & Adhesives, vol. 27, p. 574–583.
• 4. Campilho, R. D. S. G., De Moura, M. F. S. F., Domingues, J. J. M. S. 2009. “Numerical Prediction on the Tensile Residual Strength of Repaired CFRP under Different Geometric Changes,” International Journal of Adhesion & Adhesives, vol. 29, p. 195–205.
• 5. Grant, L. D. R., Adams, R. D., Da Silva, L. F. M. 2009. “Experimental and Mumerical Analysis of Single-Lap Joints for the Automotive Industry,” International Journal of Adhesion & Adhesives, vol. 29, p. 405–413.
• 6. Van Ingen, J. W., Vlot, A. 1993. Stress Analysis of Adhesively Bonded Single Lap Joints, Report, Report LR-740, Delft University of Technology, Faculty of Aerospace Engineering.
• 7. Song, M. G., Kweon, J. H., Choi, J. H., Byun, J. H., Song, M. H., Shin, S. J., Lee, T. J. 2010. “Effect of Manufacturing Methods on the Shear Strength of Composite Single-Lap Bonded Joints,” Composite Structures, vol. 92, p. 2194–2202.
• 8. Seong, M. S., Kim, T. H., Nguyen, K. H., Kweon, J. H., Choi, J. H. 2008. “A Parametric Study on the Failure of Bonded Single-Lap Joints of Carbon Composite and Aluminum,” Composite Structures, p. 135–145.
• 9. Kahraman, R., Sunar, M., Yilbas, B. 2008. “Influence of Adhesive Thickness and Filler Content on the Mechanical Performance of Aluminum Single-Lap Joints Bonded with Aluminum Powder Filled Epoxy Adhesive,” Journal of Materials Processing Technology, vol. 205, p. 183-189.
• 10. Da Silva, L. F. M., Critchlow, G. W., Figueiredo, M. A. V. 2008. “Parametric Study of Adhesively Bonded Single Lap Joints by the Taguchi Method,” Journal of Adhesion Science and Technology, vol. 22, p. 1477–1494.
• 11. Da Silva, L. F. M., Rodrigues, T. N. S. S., Figueiredo, M. A. V., De Moura, M. F. S. F., Chousal, J. A. G. 2006. “Effect of Adhesive Type and Thickness on the Lap Shear Strength,” The Journal of Adhesion, vol. 82, p. 1091–1115.
• 12. Xu, W., Wei, Y. 2013. “Influence of Adhesive Thickness on Local Interface Fracture and Overall Strength of Metallic Adhesive Bonding Structures,” International Journal of Adhesion & Adhesives, vol. 40, p. 158–167.
• 13. Cognard, P. 2006. Adhesives and Sealants: General Knowledge, Application Techniques, New Curing Techniques, Elsevier, Amsterdam.
• 14. Adams, R. D., Peppiatt, N. A. 1974. “Stress Analysis of Adhesive-Bonded Lap Joints,” The Journal of Strain Analysis for Engineering Design, vol. 9, no. 3, p. 185-196.
• 15. Broughton, B., Gower, M. 2001. Preparation and Testing of Adhesive Joints, Technical Report, no. 47, NPL Materials Centre, National Physical Laboratory, Teddington, Middlesex.
• 16. Raphael, C. 1966. “Variable-Adhesive Bonded Joints,” Applied Polymer Symposia, vol. 3, p. 99-108.
• 17. Özer, H., Öz, Ö. 2014 “A Comparative Evaluation of Numerical and Analytical Solutions to the Bi-Adhesive Single-Lap Joint,” Math. Probl. Eng., Article ID 852872, p. 1–16.
• 18. Özer, H., Öz, Ö. 2012 “Three Dimensional Finite Element Analysis of Bi-Adhesively Bonded Double Lap Joint,” International Journal of Adhesion & Adhesives, vol. 37, p. 50–55.
• 19. Pires, I., Quintino, L., Durodola, J. F., Beevers, A. 2003. “Performance of Bi-Adhesive Bonded Aluminium Lap Joints,” International Journal of Adhesion & Adhesives, vol. 25, p. 215–223.
• 20. Öz, Ö. 2015. “Hibrit Yapıştırma Bağlantı Hasarının Numerik ve Deneysel Olarak İncelenmesi,” Doktora Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, İstanbul.