lijmproef verslag v3.1

Lichtgewicht ConstruerenOnderzoek naar gelijmde constructies

lijmproef

27/01/2013

Jennifer van der Beek, George Triples, Danielle de Vreede, Dominick van Zeijl

14

Samenvatting

This document contains the report of adhesive bonding tested for three different surface area’s and two different kinds of surface materials, aluminum and wood. The adhesive used for this test was ISR 70-05 AP. The three different surface area’s are 5, 7.5 and 10 square centimeters. The surfaces have all been cleaned and treated with an agent (Prep M). In totall 30 preparations have been tested. 5 for each surface area and for the two different surfaces.

The actual results were lower than calculated beforehand. This had to do with two main reasons. The first reason was that for the alu-alu connection the adhesive hadn’t cured enough. The other reason was that the adhesive connection wasn’t strong enough for most preparations.

lijmproef

Versie 3.1

14

1. Inhoudsopgave1. Inleiding.............................................................................................................................3

2. Probleemstelling...............................................................................................................4

3. Methode............................................................................................................................5

4. Resultaten.......................................................................................................................11

4.1 Verwachte resultaten...............................................................................................11

4.2 IJking.......................................................................................................................11

4.3 Hout – Aluminium preparaten..................................................................................12

4.4 Aluminium – Aluminium preparaten.........................................................................13

4.5 Hout - Alu versus Alu - Alu.......................................................................................14

5. Conclusie........................................................................................................................15

6. Literatuur.........................................................................................................................16

7. Bijlage.............................................................................................................................17

Bijlage I...............................................................................................................................17

Bijlage II..............................................................................................................................22

lijmproef

Versie 3.1

14

1. Inleiding

De hogeschool Rotterdam is voorzien van een uitgebreid Lijm-lab. In dit lab kunnen er verschillende lijmproeven en testen worden uitgevoerd.

Lichtgewicht construeren is een bekend fenomeen in de auto industrie. Er wordt gebruik gemaakt van verschillende materialen o.a. carbon, aluminium, chromolybdeen en magnesium waarvoor wordt het gebruikt?. Traditionele bout verbindingen/las maken ene constructie zwaar, terwijl de verbinding mogelijk ook anders ingevuld kan worden. Het verbinden met lijm is een veel voorkomende oplossing en typeert zich door hoge stijfheid. Lotus heeft bijvoorbeeld de chassisdelen van de Elise verbonden doormiddel van lijm.

Om meer inzicht en ervaring op te bouwen van lijmverbindingen in de praktijk, worden er vanuit een opdracht lijmproeven opgesteld. Deze lijmproeven worden uitgevoerd in een uitgebreid Lijm-lab aan de RDM Campus.

De proef geeft inzicht op de invloed van de grootte van het oppervlak op de treksterkte van de verbinding. De test zal bestaan uit de verbindingen hout en aluminium, aluminium en aluminium, de variabelen bestaat uit drie verschillende oppervlakten 5 cm2,7.5 cm2 en 10 cm2.

Aan de hand van de voorgeschreven lijm is er een lijm test plan opgesteld om de preparaten voor te bereiden. Deze preparaten zijn na uitharding getest op een trekbank.

De verwachting is, hoe groter het oppervlak hoe sterker de verbinding. De testbank resultaten wijzen uit of de theorie en praktijk overeenkomen en eventuele oorzaken van afwijkingen. Dit kan resulteren in een cohesieve breuk of adhesieve breuk. Deze resultaten zijn verwerkt in een Excel bestand. Aan de hand van deze resultaten wordt een conclusie getrokken en wordt een discussie gestart over de totstandkoming van de resultaten.

lijmproef

Versie 3.1

14

2. Probleemstelling

In de automotive industrie wordt, om gewicht te besparen, steeds meer gebruik gemaakt van lijmverbindingen in plaats van bout- en/of klinkverbindingen. Deze lijmverbindingen worden natuurlijk uitgebreid getest voordat ze daadwerkelijk op een voertuig worden toegepast. Er kan veel variëren aan zo’n lijmverbinding, bijvoorbeeld de lijmsoort, de lijmdikte of het lijmoppervlak. Door verschillende tests te doen kan er een optimale lijmverbinding voor elk specifiek deel van een voertuig worden gevonden.

In dit rapport zijn de resultaten van het onderzoek naar lijmoppervlak terug te vinden. De probleemstelling van dit onderzoek luidt:

“Wat is het effect van oppervlaktevergroting op een ISR 70-05 AP lijmverbinding tussen twee plaatjes?”

Naast deze probleemstelling kwam ook het materiaal van het te lijmen oppervlak naar boven. Naast de hoofdvraag is daarom ook antwoord gezocht op de vraag:

“Is er verschil tussen hout –aluminium- en aluminium – aluminium verbinding met dezelfde lijm?”

In deze testcase wordt getest wat de invloed is van oppervlaktevergroting op de sterkte van de lijmverbinding. Daarnaast wordt ook het verschil in sterkte gemeten tussen verbindingen van aluminium en hout en twee keer aluminium. Om uitsluitend het effect van de oppervlaktevergroting te meten, worden de andere variabelen constant gehouden. Welke variabelen dat zijn, wordt in de volgende paragraaf beschreven. Er worden steeds vijf testen gedaan met een zelfde lijmoppervlak zodat er een gemiddelde waarde uitkomt. Fouten worden hierdoor geminimaliseerd.

2.1

lijmproef

Versie 3.1

14

3. Methode

Om antwoord te geven op de onderzoeksvraag moet er onderzoek worden gedaan. Dit onderzoek zal bestaan uit het klaar maken van testpreparaten en deze vervolgens testen op treksterkte met een trekbank. Er zal tijdens deze tests maar één variabele daadwerkelijk variëren, de rest blijft constant. Alleen zo kunnen er juiste conclusies worden getrokken. Elke test wordt vijf keer herhaald, om de nauwkeurigheid van de meetresultaten te vergroten, de invloed van menselijke fouten te verkleinen en de invloed van omgevingsfactoren te verkleinen. In dit hoofdstuk wordt eerst nauwkeurig beschreven hoe de testpreparaten zijn geproduceerd, waarna de uithardingstijd wordt uitgerekend en de verwachtingen worden beschreven. Als laatste wordt beschreven wat er tijdens de trekproef is gedaan.

Productie testpreparatenOp vrijdag 11 januari 2013 is de productie van de testpreparaten van start gegaan. In het Lijmlab van de Hogeschool Rotterdam zijn de aluminium en beukenhouten plaatjes aan elkaar gelijmd. Door de goede samenwerking tussen de studenten en de begeleider lagen de 30 testpreparaten binnen 2 uur netjes naast elkaar op een papiertje te drogen.

Benodigdheden, variabelen en constanten:

Om de testpreparaten te maken zijn er verschillende onderdelen benodigd, deze worden hieronder weergegeven. Het lijmoppervlak is bij dit onderzoek variabel, breedte 25 mm, lengte 20, 30 en 40 mm. De overige omstandigheden blijven constant. De constanten worden hieronder ook weergegeven.

Benodigdheden

- 45 aluminium plaatjes (160 x 25 x 1 mm)

- 15 eikenhouten plaatjes (120 x 25 x 5.5 mm)

- ISR 70-05 AP lijm

- Prep-M

- Schilder tape

lijmproef

Versie 3.1

14

- Schuurpapier

- Zandstraalmachine

- Rubber handschoenen

- Veiligheidsbrillen

- Houten spateltjes

- Glaskorrels (0.5 mm)

Constanten

- Omgevingstemperatuur (19.1° C)

- Luchtvochtigheid (48%)

- Lijmsoort (ISR 70-05 AP)

- Doorsnede glaskorrels (0.5 mm)

- Voorbehandelingsmethode (aluminium: zandstralen en Prep-M, hout: opschuren)

- Uithardingstijd (minimaal 4.167 dagen)

- Aandrukkracht (lijmklemmetjes)

Doorlopen stappen:

Om uiteindelijk tot 15 aluminium op aluminium testpreparaten en 15 aluminium op hout testpreparaten te krijgen, zijn de volgende stappen doorlopen. Sommige stappen zullen worden toegelicht met een foto.

1. Verzamelen van alle benodigdheden.

2. Aftekenen van het gewenste lijmoppervlak en vervolgens de grens aangeven met schilder tape.

3. Voorbehandelen van het lijmoppervlak, de houten teststukjes opschuren met een schuurpapiertje, de aluminium testplaatjes zandstralen en afnemen met Prep-M.

4. Alle testplaatjes nummeren en sorteren.

5. Lijm op het aangegeven oppervlak aanbrengen met een spuittang.

6. De lijm gelijkmatig verdelen over het oppervlak met een houten spatel.

7. Glaskorrels op de lijm strooien om dezelfde lijmdikte te verkrijgen bij alle testpreparaten.

8. Het bijbehorende testplaatje op de lijmlaag drukken.

9. Een lijmklem op het preparaat aanbrengen.

10. Het preparaat op de tafel leggen om uit te harden.

lijmproef

Versie 3.1

Figuur 1: zandstralen van aluminium plaatjes

Figuur 2:voorbehandelen oppervlak

Figuur 3: Lijm aanbrengen

Figuur 4: Lijm verdelen

Figuur 5: lijmklemmen aanbrengen

14

UithardingstijdEr is voor deze test gebruik gemaakt van de lijmsoort ISR 70-05 AP. De doorharding van deze lijm is 3 mm per 24 uur[1]. Deze lijm hard uit van buiten naar binnen, dat betekent dat er per 24 uur een randje van 3 mm om het lijmoppervlak uithard. Wanneer er wordt uitgegaan van het grootste lijmoppervlak, zullen de kleinere oppervlaktes ook volledig uitgehard zijn. Het grootste lijmoppervlak wat is gebruikt is 40 x 25 mm.

Er zal in de breedte van het oppervlak (25 mm) per 24 uur 6 mm lijm uitharden. De uithardingstijd wordt dan:

dagen

Om deze voorspelling te kunnen doen, wordt er van uit gegaan dat de luchtvochtigheid en de temperatuur constant op hun ideale waarde blijven. Dat houdt in een luchtvochtigheid van rond de 50% en een kamertemperatuur van ongeveer 20 ° C. Er is tijdens de uithardingstijd niet gecontroleerd of dit daadwerkelijk het geval was. Ook kan er verschil optreden tussen de verschillende manieren van opbergen. De proefstukken lagen in eerste instantie over een tafel uitgespreid, maar na drie dagen werden de proefstukken in een kast opgeborgen. In een kast zal de luchtdoorstroming anders zijn dan in een open ruimte, waardoor er verschil kan ontstaan tussen de werkelijke uithardingstijd en de voorspelde uithardingstijd.

VerwachtingenDe verwachtingen voor de aluminium op aluminium gelijmde oppervlakken is dat de lijmkracht lineair toeneemt met het oppervlak (zie berekening afschuifkracht). Hiermee wordt bedoeld dat het gelijmde oppervlak van 10 cm^2 een twee keer zo grote afschuifkracht aankan als het gelijmde oppervlak van 5 cm^2 en dat het gelijmde oppervlak van 7.5 cm^2 er precies tussenin zit qua houdkracht.

lijmproef

Versie 3.1

Figuur 6: uitharden van de lijm

14

Voor de aluminium op hout verbinding wordt hetzelfde verwacht betreffende de relatie tussen de houdkracht bij afschuiving en het gelijmde oppervlak. Dus ook hier geldt dat het gelijmde oppervlak van 10cm^2 een twee keer zo grote houdkracht heeft als het oppervlak van 5cm^2.

Verder wordt verwacht dat de aluminium op aluminium verbinding sterker is, dan de verbinding aluminium op hout. Dit heeft te maken met het oppervlak van de materialen, aluminium heeft een veel fijner oppervlak dan hout, zelfs na de behandelingen. De houtverbinding zal altijd grover zijn, waardoor de kans op slechte hechting wordt vergroot, en daardoor de verbinding zwakker is. Ook speelt een rol dat er gelijmd wordt tussen twee verschillende materialen, waardoor dus ook twee verschillende hechtingen ontstaan. Dus gemiddeld zal de aluminium op aluminium verbinding een hogere afschuifkracht aan kunnen dan de verbinding aluminium op hout.

Berekeningen afschuifkracht:

Lijmsoort ISR 70-05 AP

Afschuifspanning 2.4 MPA (N/mm2)

Oppervlak Berekening Totale kracht

500 mm2 500*2.4 1200 N

750 mm2 750*2.4 1800 N

1000 mm2 1000*2.4 2400 N

TrekproefEen week nadat de testpreparaten zijn geproduceerd, heeft de trekproef plaatsgevonden. De lijm heeft 7 dagen de tijd gehad om te drogen en zou dus volgens de berekende waarde geheel uitgehard moeten zijn. Met een trekbank wordt gekeken hoeveel kracht er nodig is om de gelijmde testpreparaten kapot te trekken. Daarnaast wordt ook bijgehouden hoeveel de teststukken uitrekken voordat ze kapot gaan. De testpreparaten worden verticaal tussen twee klemmen geplaatst. Deze klemmen zullen met een zeer lage snelheid (10 mm/min) van elkaar af bewegen. De kracht waarmee getrokken wordt, wordt tegen de uitrekking uitgezet in een grafiek. Welke stappen zijn genomen om tot de behaalde resultaten te komen, zijn hieronder beschreven.

Doorlopen stappen:

lijmproef

Versie 3.1

14

1. Aan de hand van de verwachte trekkracht de klauwen met de juiste nauwkeurigheid (10 kN) op de trekbank gemonteerd.

2. In het software programma een veiligheid ingevoerd zodat de klauwen niet op elkaar kunnen klappen.

3. Het eerste testpreparaat ingeklemd in de trekbank.4. Alle waardes op 0 gezet zodat er een grafisch mooie grafiek uitkomt.5. Vanuit het software programma de bovenste klauw aangestuurd om te beginnen met de

beweging naar boven.6. Het programma genereert een grafiek waarbij de trekkracht is uitgezet tegen de uitrekking, deze

hoeft vervolgens alleen maar opgeslagen te worden. 7. Nadat het eerste testpreparaat kapot is getrokken, wordt deze verwisseld voor het volgende

testpreparaat en herhaald de cyclus zich opnieuw.

Controle test:

Om de juiste conclusies te kunnen trekken, zijn control testen uitgevoerd. Dit houdt in dat er wordt gekeken hoeveel kracht het kost om alleen een aluminium plaatje en alleen een houten plaatje kapot te trekken. Wanneer hieruit blijkt dat de trekkromme van de testpreparaten overeenkomt met die van alleen een aluminium plaatje of houten plaatje dan kan geconcludeerd worden dat de lijmverbinding sterker is dan het materiaal zelf. Wanneer het teststuk al eerder kapot gaat dan de trekkromme van het geïsoleerde plaatje aangeeft, dan kan geconcludeerd worden dat de lijmverbinding het zwakste punt is van de constructie.

Adhesieve- of cohesieve breuk:

Wanneer bij het testen de testpreparaten veel eerder breken dan dat een geïsoleerd plaatje aluminium zou doen, kan geconcludeerd worden dat de lijmverbinding het zwakste punt is van de constructie. Een lijmverbinding kan op twee manieren breken: in het midden van de lijm (cohesieve breuk, Figuur 7) of op het contactoppervlak (adhesieve breuk, Figuur 8) [2]. De verschillende preparaten zijn voorbehandeld zoals in punt drie van de doorlopen stappen omschreven. Als de voorbehandeling goed is uitgevoerd, het niet voor kunnen komen dat er verschillende breuken in de preparaten ontstaan.

lijmproef

Versie 3.1

Figuur 8: Adhesieve breukFiguur 7: Cohesieve breuk

14

4. ResultatenUit de proeven met de trekbank vloeien resultaten van de verschillende lijmpreparaten voort. Als eerste worden de resultaten van de Hout – Aluminium preparaten behandeld. Vervolgens die van de Aluminium – Aluminium preparaten. De resultaten zijn verwerkt in een Excel bestand, om de spreiding en betrouwbaarheid van de testresultaten te analyseren. Per oppervlak is een analyse gemaakt. Deze analyse is in de bijlage terug te vinden. (Hout – Alu: bijlage I, Alu – Alu, bijlage II).

4.1 Verwachte resultaten

De afschuifkracht is van tevoren berekend op basis van de maximale schuifspanning die de betreffende lijm aankan en de drie verschillende oppervlakten van de verschillende preparaten. Hieronder staan de verwachtte belastingen die zijn berekend.

Oppervlak Berekening Totale kracht

500 mm2 500*2.4 1200 N

750 mm2 750*2.4 1800 N

1000 mm2 1000*2.4 2400 N

4.2 IJking

Voordat de proeven met de lijmpreparaten uitgevoerd konden worden, is eerst vastgesteld welke maximale trekkracht de testplaatje aan kunnen. Zo kan vastgesteld worden of een breuk in de lijm of in het materiaal heeft plaats gevonden. Het resultaat van deze “ijking” test is weergegeven in Grafiek 1. Het houten testplaatje bleek te sterk voor de trekbank, de trekkracht is groter dan de grip van de klemmen.

Grafiek1: trekproef aluminium testplaatje

lijmproef

Versie 3.1

14

4.3 Hout – Aluminium preparaten

Nadat de maximale trekkracht in de plaatjes is vastgesteld, is begonnen met de trekproef op de Hout – Alu preparaten. Resultaten van deze test zijn in tabel 1 en grafiek 2 en 4 weergegeven. De in paragraaf 4.1 beschreven verwachting voor Hout - Alu komt niet overeen met de verwacht berekende belasting, deze ligt op respectievelijk 1200, 1700 en 2400 N. Bij een oppervlakte van 5 cm2 komt het gemiddelde nog aardig overeen met de verwachting, het verschil is maar 66 Newton. Echter bij 7.5 cm2 is het al 252- en bij 10 cm2 zelfs 560 Newton.

Wat opvalt is de spreiding in de testresultaten. In grafiek 2 is te zien dat voor een oppervlakte van 5cm2 de spreiding klein is, dat deze groter wordt bij 7.5 cm2 en dat bij 10 cm2 de spreiding meer dan 500 N is. Als men kijkt naar de breuk, dan is te zien dat test nummers met een adhesieve breuk bij een veel lagere kracht breken. Slechte preparatie van het test plaatje kan hier ten grondslag aan liggen.

Bij de test nummers met een cohesieve breuk is de lagere kracht mogelijk veroorzaakt door het vochtgehalte in de lijm. Tijdens het drogen van de preparaten, zijn deze verhuisd van een lijm tafel naar een kast. In deze kast is geen correcte afzuiging aanwezig en dit kan er voor gezorgd hebben dat de lijm niet correct uitgehard is. Ondanks dat de lijm zeven dagen de tijd gehad heeft om uit te harden, waar vier en een halve dag berekend is.

Tabel 1: testresultaten Hout - Alu per test preparaat, per oppervlakte

lijmproef

Versie 3.1

14

Grafiek 2: Spreiding testresultaten Hout - Alu

4.4 Aluminium – Aluminium preparaten

Aansluitend op de test met de Hout – Alu preparaten, is de test met de Aluminium – Aluminium preparaten uitgevoerd. In eerste instantie was de verwachting dat Alu – Alu betere testresultaten zou opleveren, dit was puur een onderbuikgevoel.

In Tabel 2 en Grafiek 3 zijn de testresultaten van de Alu – Alu proef weergegeven. De gemiddelde score van 5cm2 preparaten is een stuk lager dan de berekende verwachte waarde. De berekende waarde is 1200 N en de gemiddelde waarde is maar 920 N, een verschil van 280 N! Ook bij de testpreparaten met een groter oppervlakte, komt de berekende waarde niet overeen met de gemiddelde waarde. Respectievelijk scheelt het 640- en 1256 Newton op de 7,5- en 10 cm2 oppervlakte. In Figuur 9 is een foto te zien van één van de test Alu – Alupreparaten. In het midden van het preparaat is de lijm nog niet uitgehard, dit is bij alle Alu – Alu preparaten van 10 cm2terug gevonden. Net als bij de Hout – Alu preparaten, is mogelijk de boosdoener het kastje waar de preparaten in opgeslagen zijn. Anders dan bij hout, kan Aluminium geen vocht op nemen. Waarschijnlijk is dit de reden waarom de resultaten van de Alu- Alu preparaten grotere verschillen vertonen met de berekende waarde dan de Hout – Alu preparaten. Dat de lijm wel uitgehard is bij de kleinere oppervlakte, heeft te maken met een kortere uithardingsperiode voor een kleine oppervlakte.

lijmproef

Versie 3.1

14

Tabel 2: testresultaten Alu - Alu per test preparaat, per oppervlakte

Figuur 9: Slechte uitharding van de lijm

Grafiek 3: Spreiding Alu – Alu test

4.5 Hout - Alu versus Alu - Alu

In Grafiek 4 is de vergelijking tussen de Hout - Alu-en de Alu – Alu preparaten weergegeven. De hout – aluminium combinatie toont een hogere kracht aan te kunnen dan de aluminium – aluminium. Het verschil wordt veroorzaakt doordat de lijm niet voldoende uitgehard is bij de alu – alu combinatie. Dit is veroorzaakt door dat de preparaten opgeslagen zijn in een kast die slecht geventileerd is. Waar hout vocht op kan nemen, kan aluminium dat niet. Daardoor is de lijm bij de preparaten met hout

lijmproef

Versie 3.1

14

wel uitgehard en bij aluminium – aluminium preparaten niet. In de tabellen 1 en 2 is dit terug te zien. De 10 cm2 preparaten van de alu – alu combinatie, zijn allemaal adhesief gebroken, terwijl dit bij de hout combinatie maar één preparaat is.

Grafiek 4: vergelijking kracht t.o.v. oppervlakte

lijmproef

Versie 3.1

14

5. Conclusies en aanbevelingenConclusies:

Uit onze resultaten is gebleken dat de maximale trekkracht lineair toeneemt met het vergroten van de oppervlakte. De resultaten van de trekproeven laten echter wel zien dat de werkelijk gevonden resultaten voor alle preparaten lager liggen dan de vooraf berekende waarden.

Doordat de op het overgrote deel van de aluminium - aluminium teststukken de lijm niet geheel uitgehard is, kan er geen conclusie getrokken worden over het verschil tussen een hout -aluminium verbinding en een aluminium – aluminium verbinding.

Een van de oorzaken van het lager uitvallen van de resultaten bij alu-alu preparaten is dat de lijm niet volledig is uitgehard. Terwijl deze even lang de tijd hebben gehad om uit te harden als de hout-alu preparaten. De eigenschap van hout om vocht op te nemen zorgt ervoor dat deze preparaten sneller zijn uitgehard. Ondanks dat alle preparaten zeven dagen de tijd hebben gehad om uit te harden, terwijl berekend is dat met vier dagen volledig uitharding plaats vind. Omdat de preparaten in een kleine ruimte lagen om uit te harden en de luchtverversing hier niet optimaal is geweest, hebben de alu-alu preparaten hieronder geleden.

Er is bij de alu-alu preparaten ook vaker sprake geweest van een adhesieve breuk. Hieruit kan worden geconcludeerd dat het behandelen van de oppervlakken niet even goed is uitgevoerd voor alle preparaten, omdat de spreiding bij de alu-alu preparaten lager is dan bij de hout-alu preparaten. Vooral bij de grote oppervlakken

Aanbevelingen

Omdat vooral bij de alu-alu verbindingen sprake is geweest van adhesieve breuk, zal de volgende keer beter naar voorbehandeling van de preparaten gekeken worden. Mogelijk is het zandstralen van het aluminium of het voorbehandelen van de oppervlakte met Prep M, niet nauwkeurig uitgevoerd. Tevens moet de behandeling zo kort mogelijk op het daadwerkelijk lijmen van de oppervlakken plaatsvinden. Dit om het risico op vet en vuildeeltjes tot een minimum te beperken. Er zijn geen gegevens bekend over de tijd tussen de voorbehandeling en het daadwerkelijk lijmen van alle afzonderlijke preparaten.

Om te voorkomen dat de lijm niet of oneven uithard, is het van belang dat de preparaten in een goed geventileerde ruimte uit kunnen harden. Dit voorkomt dat de preparaten op een verschillend tempo uitharden. Het kan dan niet meer voorkomen dat een aantal preparaten niet uitgehard zijn.

lijmproef

Versie 3.1

14

6. Literatuur en referenties

[1] Informatiesheet lijmsoorten uit het lijmlab

lijmsoort: ISR 70-05 AP.

[2] http//nl.wikipedia.org/wiki/lijmfaalmechanisme

lijmproef

Versie 3.1

14

7. Bijlage

Bijlage I

Analysehout – alu 5 cm2

Resultaten per preparaat:

Preparaat # Maximale belasting (N ) Rek bij maximale belasting (mm)

1 1100 2.9

2 1130 2.5

3 1120 2.6

4 1200 2.5

5 1120 2.5

Verwachtte berekende belasting 1200 N

Maximale werkelijke belasting 1200 N

lijmproef

Versie 3.1

14

Minimale werkelijke belasting 1100 N

Gemiddelde werkelijke belasting 1134 N

Spreiding 100 N

Gemiddelde rek bij maximale belasting 2.6 mm

Analyse:

De berekening in het hoofdstuk Verwachtingen laat zien dat bij een oppervlak van 5 cm2 een belasting van 1200 N nodig is. Dit komt vrij goed overeen met de werkelijke resultaten. Het gemiddelde (1134 N) ligt iets onder de berekende belasting (1200 N). Het verschil is zodanig klein dat dit verwaarloosbaar is (66/1200). Ook de spreiding van de resultaten binnen de trekproef is redelijk klein (100N) waardoor gesteld kan worden dat het lijmen van de oppervlakten goed is uitgevoerd. Deze trekproef kan als zeer betrouwbaar worden beoordeeld vanwege de relatief kleine spreiding in de resultaten en de overeenkomst met de berekende verwachtingen.

Analyse hout-alu 7.5 cm2

Grafiek trekproef



1 1420 3.7

lijmproef

Versie 3.1

14

2 1320 2.9

3 1320 3.0

4 1700 4.1

5 1480 3.4





Spreiding 380 N


Analyse:

De berekende verwachte resultaten laten zien dat gemiddeld een belasting van 1800 N nodig is voordat de verbinding het begeeft. Het werkelijk gevonden gemiddelde ligt op 1448 N, dit is aanzienlijk lager dan de berekende waarde. De spreiding van de resultaten is een stuk groter (380/1448) dan bij de proef van 5 cm2. In het hoofdstuk verwachtingen was al vermeld dat de adhesie aan het houtoppervlak wellicht slechter kan zijn, dit zou een mogelijk oorzaak zijn van het lager uitvallen van de werkelijke resultaten. De lijm was bij deze preparaten goed uitgehard dus dit kan hiervan niet de oorzaak zijn geweest.

lijmproef

Versie 3.1

14

Analyse hout-alu 10 cm2

Grafiek trekproef



1 1460 3.4

2 2120 4.4

3 1700 4.3

4 1880 4.5

5 2040 4.1




lijmproef

Versie 3.1

14


Spreiding 660 N


Analyse:

De berekende verwachte resultaten laten zien dat gemiddeld een belasting van 2400 N nodig is voordat de verbinding het begeeft. Het werkelijk gevonden gemiddelde ligt op 1840 N, dit is 560 N lager dan de berekende waarde. De spreiding van de resultaten is een stuk groter (660/1840) dan bij de proef van 5 cm2. De volgende foto laat een preparaat zien, aan beide oppervlakken is de lijm goed gehecht, hieruit blijkt dat de adhesie goed is.

lijmproef

Versie 3.1

14

Bijlage II

Analyse alu-alu 5 cm2

Grafiek trekproef



1 880 2.9

2 860 2.6

3 960 3.2

4 900 2.8

5 1000 2.8



lijmproef

Versie 3.1

14



Spreiding 140 N


Analyse:

De berekende verwachte resultaten laten zien dat gemiddeld een belasting van 1200 N nodig is voordat de verbinding het begeeft. Het werkelijk gevonden gemiddelde ligt op 920 N. Dit is 280 N minder dan vooraf berekend. Deze waarden zijn lager dan de gevonden waarden van de hout-aluminium preparaten, terwijl verwacht was dat deze preparaten een sterkere verbinding zouden geven. De foto hieronder laat zien dat een adhesief probleem de oorzaak is geweest van de laag uitgevallen werkelijke resultaten. Tevens is de spreiding van deze preparaten twee keer zo groot als de spreiding van de hout-aluminium preparaten (140 tegenover 66 ). De enige oorzaak die in dit verband kan worden aangewezen is dat het behandelen van het oppervlak voor het lijmen niet goed is uitgevoerd en dat dit de reden is van de laag uitgevallen werkelijke resultaten.

lijmproef

Versie 3.1

14

Analyse alu-alu 7.5 cm2

Grafiek trekproef



1 860 3.1

2 1060 3.1

3 1120 3.4

4 1120 3.4

5 1140 3.6





Spreiding 280 N


Analyse:

De berekende verwachte resultaten laten zien dat gemiddeld een belasting van 1800 N nodig is voordat de verbinding het begeeft. Het werkelijk gevonden gemiddelde ligt op 1060 N, dit is aanzienlijk lager dan de berekende waarde. Het gemiddelde ligt zelfs onder de verwachte belasting voor een oppervlak van 5 cm2. De spreiding bij deze proef is kleiner dan bij de hout-aluminium preparaten van dezelfde oppervlakte (280 tegenover 380). Dit is een indicatie dat het lijmen zelf wel goed is uitgevoerd. De foto laat zien dat de lijm in het midden nog niet helemaal is uitgehard. Dit is zeer waarschijnlijk de oorzaak van het extreem laag uitvallen van de werkelijk gevonden waarden. Ondanks dat de preparaten een hele week de tijd hebben gehad terwijl in de berekening van de uithardingstijd staat dat de preparaten 4 en een halve dag nodig zouden hebben voor de grootste oppervlakte, blijkt dus dat de condities voor het uitharden niet optimaal waren. De preparaten hebben in een kleine ruimte gelegen tijdens het uitharden, waar de luchtverversing zeer waarschijnlijk niet optimaal is geweest wat het proces aanzienlijk heeft vertraagd.

lijmproef

Versie 3.1

14

Analyse alu-alu 10 cm2

Grafiek trekproef



1 1140 3.5

2 1400 3.8

3 880 3.1

4 1050 3.6

5 1250 3.8





Spreiding 520 N


Analyse:

De berekende verwachte resultaten laten zien dat gemiddeld een belasting van 2400 N nodig is voordat de verbinding het begeeft. Het werkelijk gevonden gemiddelde ligt op 1140 N, dit is aanzienlijk lager dan de berekende waarde. Zelfs de hoogst gemeten belasting (1400) is nog steeds 400 N lager dan de berekende belasting voor een oppervlak van 7.5 cm2. De spreiding van de resultaten is lager dan bij de resultaten van de preparaten hout-aluminium (520 tegenover 660). De voornaamste oorzaak van de lage werkelijke resultaten is de lijm die niet goed is uitgehard.

lijmproef

Versie 3.1

14

De foto hierboven laat zien dat de lijm in het midden nog niet is uitgehard. Tevens laat de foto ook een slechte adhesie zien. Op het linker plaatje is de lijm een de randen niet eens gehecht. Hierdoor neemt het effectieve oppervlak aanzienlijk af waardoor de afschuifbelasting zo laag is uitgevallen in de werkelijke resultaten.

lijmproef

Versie 3.1

Date post:	29-Dec-2015
Category:	Documents
Upload:	dominick-zeijl
View:	71 times
Download:	1 times

lijmproef verslag v3.1

Documents