Utmatting av komposittrør med boltforbindelser

Abstract

Ett system for å koble komposittrør opp mot metallstrukturer har blitt utviklet ved NTNU. Løsningen består av ett metallendestykke med bolter skrudd inn radielt. Egenskapene til et komposittrør koblet opp til to metallendestykker og utsatt for sykliske strekklaster har blitt undersøkt. Formålet med studiet er å kunne forutse levetiden til slike strukturer. Tøyningsmålinger ved hjelp en fiber optiske målinger har blitt undersøkt for bruk i strukturell helseovervåking. Ett viklet glassfiberforsterket epoksyrør med kvasi-isotropisk stablekombinasjon av fiber har blitt modifisert for å kunne kobles opp mot metallendestykkene. Data ble innhentet fra strekklapper, differentialtransformatorer, fiber optikk og en lastcelle. Resultatene er basert på to statiske strekktester og seks dynamiske strekktester. De dynamiske testene ble utført med en frekvens på 4 Hz og en R-ratio på 0.1. Makslastene som de dynamiske testene ble utført ved var 70 kN, 80 kN, 90 kN og 100 kN. Dette tilsvarer 46.7%, 53.3%, 60% og 66.7% av den kritiske lasten. Studiet resulterte i tre alternative S-N kurver. I tillegg ble flere modeller for utmattingslivet utforsket. Modellene er basert på reststivhet, knuserate og kritiske laster og forskyvninger. For å kunne evaluere styrken til strukturen under drift har en metode som utnytter optiske fibre har blitt vurdert. Resultatene viser at det er mulig å utnytte metoden for å kunne forstå lastfordelingen over de respektive bolthullene i komposittrøret.