Технологические процессы формования, намотки и склеивания конструкций - Крысин В.Н.
ISBN 5-217-00533-5
Скачать (прямая ссылка):
В связи с этим клеевое соединение следует рассчитывать, пользуясь законами сопротивления материалов. Только используя расчетный путь, можно определить характеристики отвержденного клеевого слоя. На рис. 2.22 приведены схемы соединений, не позволяющих обеспечить оптимальные условия нагружения клеевого слоя.
По мере увеличения прочности склеиваемых материалов прочность на растяжение и сдвиг клеевого соединения возрастает, так как пики напряжений по краям клеевого шва не столь велики. Рассмотрим влияние отдельных конструктивно-технологических параметров на прочность клеевого соединения.
Компенсировать влияние сдвиговых нагрузок в клеевом соединении можно увеличением толщины склеиваемых элементов. Но этот путь не рационален, так как снижает эффективность клеевых конструкций по массе.
Прочность клеевого шва зависит от многих факторов: адгезии клея, зависимости свойств отвержденного клея от его толщины и других параметров. Все эти факторы незначительно зависят от конструкции соединения.
При увеличении толщины слоя клея пропорционально увеличивается вредный момент изгиба, при этом прочность на растяжение и сдвиг сни-
77
5
Рис. 2.22. Схемы клеевых соединений:
а - не позволяющие обеспечить оптимальные условия натр ужения; б - варианты местных усилений для уменьшения возможности отслаивания
жается. Максимальная прочность клеевого шва достигается при толщине клеевого слоя 0,1...0,2 мм.
При увеличении прочности клея и его способности к пластической деформации уменьшаются пики напряжений по краям шва, что обеспечивает устойчивую работу клеевого соединения типа нахлестки. Это надо учитывать при проектировании конструкций.
Увеличение толщины сборочных элементов снижает деформацию при растяжении и способствует равномерному распределению напряжений сдвига в клеевом соединении. Необходимо иметь в виду, что по мере увеличения длины клеевого шва его прочность на растяжение и сдвиг увеличивается. Это явление до определенной оптимальной ширины щва можно объяснить тем, что у краев шва максимально, а к середине шва уменьшается (см. рис. 2.21, б) .
Напряжения сдвига снижаются по мере уменьшения модуля
упругости клея.
Существует много различных способов увеличения прочности клеевых швов, например увеличение жесткости соединеняемых деталей в
78
соединении типа нахлестки, изменение длины соединения. Кроме того, можно изменять жесткость по длине шва. Осуществить этот способ в производственных условиях трудно. Это объясняется тем, что в клеевых соединениях используются листы небольших толщин. На прочность соединения влияет выбор клея.
При соединениях внахлестку тонких нежестких листов рекоменду ется применить более упругие клеи, позволяющие получить толстый слой. При соединении внахлестку толстых жестких деталей, которые можно профилировать по толщине, выгодно применять более жесткий клей, так как распределение напряжений в шве определяется в основном жесткостями деталей. Более жесткий клей обычно имеет более высокий модуль упругости.
В соединениях с накладками желательно применить самый нежесткий клей независимо от жесткости входящих в узел деталей. Желательно профилировать толщину клеевого шва по длине соединения, поскольку причиной относительно малой прочности клеевых швов является неравномерность распределения в нем напряжений. Один из возможных путей профилирования - отгиб кромок, который дает предел прочности при отрыве на 15 % больше, чем у соединения без отогнутых кромок. Скос кромок тоже влияет на прочность при неравномерном отрыве. Он увеличивает предел прочности и при отрыве примерно на 25 %.
Эффективность использования клея в соединениях с накладками обусловливается:
снижением уровня напряжений, если накладка существенно увеличивает площадь поперечного сечения шва;
местным подкрепляющим эффектом, снижающим концентрацию деформации.
При проектировании клеевых соединений металла с ПКМ необходимо знать:
свойства склеиваемых материалов;
влияние параметров окружающей среды на характеристики склеиваемых материалов;
параметры распределения Вейбулла.
Схема проектирования клеевых соединений, приведенная на рис. 2.23, разработана с ориентацией на использование сложных вычислительных программ.
Наибольшее распространение при склеивании получили многослойные конструкции с сотовым заполнителем.
При проектировании и изготовлении многослойной конструкции с сотовым заполнителем необходимо обеспечивать высокую прочность и надежность при незначительной площади контакта склеиваемых поверхностей. Очевидно, что определяющими факторами, влияющими на прочность конструкции, являются технологические факторы. При склеивании таких конструкций широко используются клеевые пленки. В процессе склеивания происходит перетекание части клея в пределах каждой
79
Армирующий материал
Осноба
Услобия
нагружения
І соединения
Qj Принципиальная
# схема
ІВорческий анализ постанови задачи
Определение критерия оценки ЬариантоЬ конструкции
Определение числа слоеб ПКМ
Разработка технологии изготобления конструкции
Укладка слоеб
