Poprawna odpowiedź to obciążenia ścinające, bo właśnie na takie siły połączenia klejone są projektowane i najlepiej je przenoszą. W typowym złączu zakładkowym, stosowanym np. przy łączeniu poszycia z elementami konstrukcyjnymi, warstwa kleju pracuje głównie w ścinaniu – górny element „ciągnie” w jedną stronę, dolny w drugą, a klej przenosi to przesuwanie między powierzchniami. Z mojego doświadczenia wynika, że jak konstruktorzy i technicy trzymają się zasady: „klej – głównie na ścinanie, nie na odrywanie”, to z połączeniami jest mało problemów. W lotnictwie, zarówno w strukturach metalowych jak i kompozytowych, dąży się do tego, żeby naprężenia w kleju były jak najbardziej równomiernie rozłożone po całej powierzchni spoiny. Właśnie przy ścinaniu da się to osiągnąć najłatwiej, o ile dobrze zaprojektuje się długość zakładki, chropowatość powierzchni i grubość warstwy kleju. Standardy branżowe (np. wytyczne producentów klejów strukturalnych czy normy lotnicze dotyczące napraw strukturalnych) wyraźnie pokazują w kartach katalogowych dużo wyższe dopuszczalne naprężenia ścinające niż rozciągające prostopadle do spoiny (tzw. peel). Dlatego w biuletynach serwisowych linii lotniczych i instrukcjach napraw (SRM) prawie zawsze znajdziesz rysunki takich złączy zaprojektowanych tak, by minimalizować odrywanie i zginanie, a maksymalizować pracę kleju w ścinaniu. Praktyczny przykład: przy przyklejaniu łat naprawczych na poszyciu kompozytowym lub aluminiowym robi się zakładkę o odpowiedniej długości, żeby obciążenia aerodynamiczne i różnice ciśnień były „rozsmarowane” w ścinaniu po dużej powierzchni, zamiast koncentrować się na krawędzi, jak w odrywaniu. Moim zdaniem to jedno z kluczowych praktycznych skojarzeń: połączenie klejone = duża powierzchnia = bezpiecznie przenoszone siły ścinające, o ile dotrzymane są procedury przygotowania powierzchni, czasu utwardzania i kontroli jakości.
W połączeniach klejonych bardzo łatwo pomylić rodzaj obciążenia, które takie złącze najlepiej przenosi. Intuicyjnie ktoś może pomyśleć, że skoro klej „trzyma” dwa elementy razem, to powinien dobrze znosić rozciąganie prostopadle do spoiny albo nawet zginanie czy skręcanie. W praktyce inżynierskiej, szczególnie w lotnictwie, przyjmuje się odwrotne podejście: warstwa kleju powinna być obciążona głównie w ścinaniu, a nie w odrywaniu. Gdy mówimy o zginaniu całego elementu, to w obszarze spoiny pojawia się lokalna kombinacja ściskania, rozciągania i częściowo ścinania. Klej bardzo nie lubi sytuacji, gdzie jedna krawędź spoiny jest odrywana, a druga ściskana. Powoduje to koncentrację naprężeń na brzegu złącza i może prowadzić do szybkiego odspojenia od podłoża. Dlatego złącza, w których głównym obciążeniem jest zginanie, projektuje się tak, aby w strefie kleju przekształcić je możliwie w ścinanie, np. przez odpowiednią geometrię zakładek. Podobnie wygląda sprawa ze skręcaniem: skręcanie całego elementu to kombinacja lokalnych naprężeń, ale w większości przypadków i tak projektuje się złącze tak, aby w samym kleju dominowało ścinanie równoległe do płaszczyzny połączenia, a nie złożone stany z dużym udziałem odrywania krawędzi. Częsty błąd myślowy polega na tym, że ktoś utożsamia „mocny klej” z dużą wytrzymałością na odrywanie, podczas gdy dane katalogowe klejów strukturalnych pokazują co innego: dopuszczalne naprężenia ścinające są relatywnie wysokie, a dopuszczalne naprężenia przy odrywaniu (peel, cleavage) dużo niższe. W odpowiedziach typu „zginające” czy „rozciągające” kryje się właśnie to mylące wyobrażenie, że jak połączenie jest dobre, to poradzi sobie z każdym rodzajem siły tak samo. W lotniczych dobrych praktykach konstrukcyjnych i naprawczych unika się sytuacji, gdzie klej pracuje głównie na odrywanie lub czyste rozciąganie prostopadłe do spoiny, bo wtedy mała niedokładność w przygotowaniu powierzchni, zanieczyszczenie albo niewłaściwe utwardzenie od razu mocno obniża nośność połączenia. Dlatego poprawne myślenie jest takie: połączenie klejone planujemy tak, by zasadniczo przenosiło obciążenia ścinające, a inne rodzaje obciążeń staramy się ograniczać przez geometrię i sposób zamocowania elementów.