Głównym celem pracy było przeprowadzenie eksperymentów i analiz prowadzących do lepszego poznania, zrozumienia i kwantyfikacji wpływu czynników konstrukcyjnych i technologicznych na własności zmęczeniowe zakładkowych połączeń nitowych stosowanych do łączenia blach pokrycia ciśnieniowanego kadłuba samolotu.
Obszerne badania zmęczeniowe przeprowadzone na tego typu złączach z uwzględnieniem różnych typów nitu, różnych konfiguracji geometrycznych połączenia i z zastosowaniem różnych poziomów siły zakuwania nitu wykazały, że parametrem, który dobrze reprezentuje wpływ procesu nitowania na trwałość zmęczeniową jest ekspansja otworu nitowego. Do pomiarów ekspansji Autor pracy opracował nową metodę pomiaru, wolną od wad cechujących techniki opisane w literaturze. Ogółem wyniki eksperymentalne dowiodły, że to wielkość ekspansji otworu nitowego, a nie wymiar zakuwki uważany w przemyśle za wskaźnik jakości złącza, decyduje o jego własnościach zmęczeniowych.
W rozprawie wiele uwagi poświęcono teoretycznym i eksperymentalnym badaniom zjawiska wtórnego zginania złączy zakładkowych. W szczególności, opracowano komputerowe implementacje zaproponowanych w literaturze modeli analitycznych, w tym modelu Schijvego, które pozwalają na wyznaczenie naprężenia wywołanych zginaniem w dowolnym przekroju mimośrodowego złącza nitowego. Przeprowadzono eksperymentalną weryfikację modelu Schijvego, która wykazała, że ocenia on adekwatnie nominalne naprężenia pochodzące od zginania w krytycznych rzędach nitów. W analizach i badaniach zmęczeniowych rozważono też złącza zakładkowe o konfiguracjach zmodyfikowanych w celu zmniejszenia efektu wtórnego zginania. Generalnie, przeprowadzone w pracy badania zmęczeniowe złączy o rozmaitych konfiguracjach geometrycznych dostarczają niewątpliwego dowodu na niekorzystny wpływ wtórnego zginania na ich własności zmęczeniowe.
Otrzymane wyniki eksperymentalne i teoretyczne stworzyły podstawę do opracowania i walidacji modelu teoretycznego do prognozowania trwałości zmęczeniowej złączy nitowych uwzględniającego wpływ procesu nitowania, który opracowany został przez zespół z udziałem Autora.
W rozprawie przedstawiono też szereg wniosków użytecznych dla krajowego przemysłu lotniczego. Wykonano porównawcze badania zmęczeniowe złączy wykonanych według technologii stosowanej w przemyśle polskim oraz przez wytwórców w krajach zachodnich. Ich wyniki zademonstrowały kluczowy wpływ dokładności wykonania złączy nitowych na ich własności zmęczeniowe.
Experimental and analytical investigation of the fatigue performance of riveted lap joints in the aircraft structure.
The main goal of this thesis was to carry out experiments and analyses in order to gain a better insight into the influence of design and production related factors on the fatigue properties of riveted lap joints in the pressurized aircraft fuselages and to understand and quantify the observed dependencies.
Extensive fatigue tests on this type connections, which allowed for various types of rivet, various joint geometry configurations and various levels of the rivet squeeze force, revealed that the influence of the riveting process on the joint fatigue life can be well represented by rivet hole expansion. A novel method of the hole expansion measurement applied in the thesis is free of systematic errors involved in measurement techniques presented in the literature. Overall, against the typical industrial practice of assessing the quality of riveting, the obtained experimental results on fatigue lives and on hole expansion indicate that the amount of rivet hole expansion rather than the rivet driven head dimension is a proper standard for the rivet installation.
A particular attention has been given to the theoretical and experimental investigation of the secondary bending phenomenon. In particular, the author has developed computer implementations of theoretical concepts, including that of Schijve, proposed to determine the secondary bending stresses at any location of the riveted joint with eccentricity. An experimental verification of the model by Schijve demonstrated a capability of this concept to adequately estimate the nominal bending stress in the critical rivet rows. Also considered were modifications of the riveted joint shape aiming at a reduction of secondary bending. Generally, results of the fatigue tests on joints of various configurations carried out in this work brought strong evidence for a detrimental influence of secondary bending on the riveted joint fatigue performance.
The experimental and theoretical results of the present study formed the basis for developing by the research team of the Author a theoretical model for riveted joint fatigue life predictions, which allows for the influence of the riveting process.
Many results of the thesis can be useful for the industrial practice. Comparative fatigue tests were performed on riveted joints manufactured in line with the Polish industry standards and joints conforming to the Western countries' industrial standards. The results demonstrated a crucial influence of the quality of the joint on its fatigue performance.
!["Niebezpieczne związki tłumacza z autorem. Szkic teoretyczny o pojęciu twórczości w przekładzie", Anna Legeżyńska, "Studia Polonistyczne UAM" VIII Poznań 1980 : [recenzja]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)