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Energy absorption capability of composite bolted joints undergoing extended bearing failure

Hassan, Jazib und Feser, Thomas und O'Higgins, Ronan und Waimer, Matthias und McCarthy, C. T. und Toso, Nathalie und Byrne, Michael und McCarthy, M. A. (2020) Energy absorption capability of composite bolted joints undergoing extended bearing failure. Composite Structures, 237 (111868). Elsevier. doi: 10.1016/j.compstruct.2020.111868. ISSN 0263-8223.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
12MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263822319338474?dgcid=coauthor#!

Kurzfassung

Innovative crashworthiness strategies are needed for future narrow-body composite fuselage aircraft due to limited crash energy absorption capability below the cargo floor. A recently-proposed approach is to use specially-designed “tension absorber” joints which absorb energy through an extended bearing failure process. To explore the design space, experimental tests are performed on pin-loaded joints in a widely-used carbon fibre/epoxy composite, with varying stacking sequence, pin diameter and laminate thickness. A bespoke rig is used to pull the pin completely through the laminate. Performance parameters include ultimate bearing strength, mean crushing stress and mass-specific energy absorption. Three-dimensional computed tomography (3D CT) and scanning electron microscopy are used to examine failure and damage. Diameter-to-thickness ratio is found to be an excellent predictor of energy absorption, with small values giving best results, provided the thickness is sufficient to avoid global bending of the specimen. The use of a well-characterised material and availability of 3D CT data enables the results to be used for validation of analysis tools.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/133889/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Energy absorption capability of composite bolted joints undergoing extended bearing failure
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Hassan, JazibBernal Institute, School of Engineering, University of LimerickNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Feser, ThomasThomas.Feser (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4741-5361NICHT SPEZIFIZIERT
O'Higgins, RonanBernal Institute, School of Engineering, University of LimerickNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Waimer, Matthiasmatthias.waimer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
McCarthy, C. T.Bernal Institute, School of Engineering, University of LimerickNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Toso, NathalieNathalie.Toso (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2803-1450NICHT SPEZIFIZIERT
Byrne, MichaelBernal Institute, School of Engineering, University of LimerickNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
McCarthy, M. A.Bernal Institute, School of Engineering, University of LimerickNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:24 Januar 2020
Erschienen in:Composite Structures
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:237
DOI:10.1016/j.compstruct.2020.111868
Verlag:Elsevier
ISSN:0263-8223
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Composite bolted joints; Mechanical testing; Energy absorption; Bearing failure
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HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Aircraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Strukturen und Werkstoffe (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie > Strukturelle Integrität
Hinterlegt von: Feser, Thomas
Hinterlegt am:28 Jan 2020 11:50
Letzte Änderung:04 Aug 2021 09:58

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