Structural adhesive bonding of metals surface and fracture mechanics aspects

Sammanfattning: Strukturell, eller lastbärande, limning ökar alltmer i volym. Strukturell limning har tidigare mest använts i flygindustrin för lätta metaller och legeringar, men används nu inom ett flertal industrier för andra material. Limning har många fördelar jämfört med andra fogningsmetoder, det skapar lätta, starka fogar med mycket goda utmattningsegenskaper, och har den stora fördelen att man kan foga olika material till varandra. All limning är beroende av goda egenskaper hos ytorna som ska limmas, ytan måste vara ren och ha en sådan struktur att den lämpar sig för limning. Ytan måste vara ren före limning. Rengöring kan ske på ett flertal sätt, vanligast är mekaniska och kemiska rengöringsmetoder. Inom traditionella limområden används nästan alltid kemiska rengöringsprocesser, men inom de nya användningsområdena så är det önskvärt med mekaniska alternativ, som har mindre inverkan på ekonomi, miljö och arbetsmiljö. Det första syftet med avhandlingen var att undersöka om mekaniska rengöringsmetoder kan ge hållbara fogar som har en acceptabel livslängd. De mekaniska metoder som använts har visat sig ge bra resultat. Det är inte helt enkelt att beskriva en yta. Det finns vanliga ytparametrar såsom Ra (ytråhetsvärde), men en ytas Ra-värde går inte att direkt koppla till fogegenskaper hos ett förband. Därför undersöktes om det kan gå att beskriva ytan på ett sådant sätt att det kan kopplas till foghållfasthet. Vi har använt fraktalteori, och karakteriserat ytornas fraktala egenskaper, och visat att det går att korrelera ytans fraktala dimension och fraktala råhetsparameter till styrka och beständighet hos limfogen, under förutsättning att ytan är ren. När man så kan skapa en fog med goda styrke- och beständighetegenskaper kan man arbeta med att prediktera fogens styrka. I dagsläget finns inga generellt accepterade dimensioneringsregler för limfogar. Foggeometri och fogbelastningar kan vara komplexa, och det gör det svårt att dimensionera limfogar. Finita elementmetoder kan användas, men kräver avancerade beräkningar, och endast specifika resultat kan fås. Brottmekaniska beräkningar verkar lovande, framför allt för att kunna göra geometrioberoende analyser. Brottmekaniska analyser kan vara ett bra sätt att karakterisera fogens hållfasthetsegenskaper.