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/ NetNews Usenet Archive 1992 #27 / NN_1992_27.iso / spool / sci / military / 11305 < prev    next >
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Text File  |  1992-11-22  |  4.8 KB  |  89 lines

  1. Newsgroups: sci.military
  2. Path: sparky!uunet!psinntp!ncrlnk!ciss!law7!military
  3. From: bill@extro.ucc.su.OZ.AU (William Logan Lee)
  4. Subject: Re: Rivet popping
  5. Message-ID: <By4LHG.Cr0@law7.DaytonOH.NCR.COM>
  6. Sender: military@law7.DaytonOH.NCR.COM (Sci.Military Login)
  7. Organization: /etc/organization
  8. References: <Bx1G79.I9o@law7.DaytonOH.NCR.COM> <Bx7CEF.EFB@law7.DaytonOH.NCR.COM> <BxB8D7.KKA@law7.DaytonOH.NCR.COM>
  9. Date: Sun, 22 Nov 1992 16:22:28 GMT
  10. Approved: military@law7.daytonoh.ncr.com
  11. Lines: 76
  12.  
  13.  
  14. From bill@extro.ucc.su.OZ.AU (William Logan Lee)
  15.  
  16. I said:
  17.  A non-penetrating hit on a bolt or rivet could still shear the
  18.  fastener off and create a lethal secondary missile.
  19.  
  20. In article <BxB8D7.KKA@law7.DaytonOH.NCR.COM> Dan Sorenson <viking@iastate.edu> writes:
  21. >    Now this got me to wondering, and while trying to imagine a hit
  22. >on a bolt head sending the bolt flying about inside the tank, my mind
  23. >went back to the movie Das Boot, where the rivets in the bulkheads were
  24. >being sheared and flying about the ship.
  25. >
  26. >    Question: does it happen?  I can't imagine how a rivet, unless
  27. >it's just incredibly brittle, would shear like that.  If it was just
  28. >sort of cut apart by flexing bulkheads, the bulkheads should have
  29. >caved in once their structural integrity gave way enough to allow this
  30. much flexing.  Has anybody seen references to this?
  31.  
  32. Ignoring the question of whether or not there were rivets or not on German
  33. submarines, I will attempt to explain why popping rivets can become lethal
  34. missiles, and other trivia:
  35.  
  36. Whenever you rivet two plates together, you generally try to rivet them
  37. hot (red hot rivets).  This makes the forming of the head on one end much
  38. easier, but also, when the rivet cools, it contracts, drawing the plates
  39. closer together.  Done properly, it will leave the the shank of the rivet
  40. under tensile stress after rivetting.  Much of the strength of the rivetted
  41. joint comes from the friction between the plates, rather than the shear 
  42. strength of the shanks of the rivets.  If the plates are loose (not held
  43. together by the rivets under tension) then you rely on the shear strength
  44. of the rivets, rather than an even distribution of stresses in the plates.
  45.  
  46. Under ideal conditions, stresses are distributed in a rivetted joint so
  47. that the failure occurs in the element designed to fail, or at any element
  48. in the structure if there is no designed failure point.  Unfortunately,
  49. when some structure is fabricated, things are never perfect.  Holes are
  50. drilled unevenly; too close together, too far apart, holes too large, etc.
  51. When the rivets are set in place, they can be incorrectly set, maybe
  52. set whilst too cold, or maybe some surface contamination prevents the
  53. the plates from mating perfectly.  Holes may be redrilled because of
  54. misalignment problems, elongating rivet holes.
  55.  
  56. When the structure is put under stress, there are always going to be rivets
  57. under more stress than others.  If a rivet fails, then a combination of
  58. released strain energy (from that previously stored in the rivet), pressure
  59. from one side, and springing of the joined plates (that were previously
  60. under compression by the rivet, as well as by the deformation of the plates
  61. under some stress like an explosion).  Armour plate is very tough and is
  62. thus also springy. (As an aside, I worked once at a coal mine workshop.
  63. They repaired mine machinery like underground miners which were protected
  64. with high tensile plate steel.  When one of these plates was bent, it had
  65. to be straightened out in a hydraulic press before it was replaced on the
  66. machine.  The plate was set up on the press and everyone left the
  67. hanger-sized workshop so that the press could be operated by remote control.
  68. If something had given way, you would not have wanted to be near that press.
  69. And this was only for 1/4" or 3/8" steel plate.) So when a rivet fails,
  70. there is potentially a lot of energy available to convert this stress
  71. into the kinetic energy of the rivet fragments.  The structure may not
  72. fail if the strength of the structure  remains essentially uncompromised.
  73. A failure of a single rivet should not cause failure of the entire
  74. structure, with the stresses previously contained by that rivet being 
  75. transferred to the remaining rivets around it.  In the case of a nearby
  76. explosion, this is assisted by the stresses being of a temporary nature.
  77. Under a constant pressure, you would indeed see a sucession of rivets
  78. failing, as each breaking rivet increased the stress on its surrounding
  79. neighbours, until the stress causes all remaining rivets to fail.
  80.  
  81. Once you have sprung a rivetted joint (lost some rivets or made them loose),
  82. the strength of that structure is greatly decreased as you then only have
  83. the strength of a limited number of rivets' shanks to withstand stresses
  84. (instead of the contributions of all rivets and friction between the two
  85. plates).
  86.  
  87. Bill Lee
  88.  
  89.