Lijmverbindingen ontwerpen voor sterkte

Stootnaden zijn zeer gebruikelijke lastechnieken bij het assembleren van twee cilindervormige of rechthoekige buizen. De meeste spanning wordt uitgeoefend in de vorm van breukspanning, maar er kan ook spanning aanwezig zijn als de buizen uit elkaar worden getrokken. De breukkrachten in een stootnaadverbinding zijn niet erg geschikt voor lijmverbindingen. Daarom dienen wijzigingen in de verbinding te worden aangebracht wanneer lijmen worden overwogen voor dit type verbindingen.

Cilinder-in-cilinderverbindingen zijn wijzigingen van stootnaadverbindingen, waarbij een cilinder met een kleine diameter in een holle cilinder met een grotere diameter wordt ingevoegd. In het nieuwe ontwerp wordt de lijm zelf in de horizontale afschuifkracht geplaatst, en de breukkrachten worden verminderd door de mechanische vergrendeling van de buizen. Het optimaliseren van het verbindingsgebied is betrekkelijk eenvoudig: de stralen van de buizen of de overlaplengte van de verbinding kunnen worden aangepast. Voor toepassingen in houtbewerking is de messing-en-groefverbinding een veelgebruikte methode voor het benutten van de mechanische sterkte van het hout en de overlap-afschuifsterkte van de lijm.

Verstekverbindingen zijn zeer gebruikelijk in vele toepassingen. Wanneer kracht wordt uitgeoefend, is een bepaalde mate van mechanische sterkte aanwezig, maar er is tevens een grote hoeveelheid breukkracht buiten het vlak op de momentarm. Net als bij configuraties met t-verbindingen, zijn deze verbindingen doorgaans zeer sterk en duurzaam wanneer mechanische of thermische bevestigingsmethoden worden gebruikt.

Op dezelfde manier dat t-wijzigingen kunnen worden gewijzigd, kunnen hoekverbindingen worden verbeterd door een koppelingsmechanisme, zoals een doorgaande messing-en-groefverbinding, toe te voegen om de spanningen binnen het vlak op de lijm te verspreiden. Net als bij andere lijmvriendelijke verbindingen wordt breukspanning omgezet in afschuifspanning, terwijl het mechanische voordeel van de staander-regel-constructie behouden blijft.

Rechthoekige stootnaadverbindingen zijn zeer gebruikelijke lastechnieken wanneer twee platen naast elkaar worden geassembleerd. In houtbewerkingstoepassingen zoals gelamineerde aanrechtbladen worden dubbelwerkende bevestigingen met spieën gebruikt om twee grote panelen bijeen te houden.

Vaak volstaan deze verbindingsontwerpen voor thermische of mechanische bevestiging, maar net als bij buis-in-buisverbindingen wordt te veel spanning uitgeoefend op de lijm. Of het nu gaat om het assembleren van twee panelen, het verbinden van panelen met frames of het vergelijken van lijmen voor Onderzoek en ontwikkelings- of ontwerpdoeleinden, overlapverbindingen horen tot de meest gebruikte industriële lijmverbindingen. De breukspanning van een rechthoekige stootnaadverbinding is nu hoofdzakelijk omgezet in afschuifspanning die wordt uitgeoefend over het verbindingsvlak, hoewel er nog steeds enige breukspanning aanwezig kan zijn.