Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Чернин И.3. -> "Эпоксидные полимеры и композиции" -> 57

Эпоксидные полимеры и композиции - Чернин И.3.

Чернин И.3., Смехов Ф.М., Жердев Ю.В. Эпоксидные полимеры и композиции — М.: Химия, 1982. — 232 c.
Скачать (прямая ссылка): epoxyds.djvu
Предыдущая << 1 .. 51 52 53 54 55 56 < 57 > 58 59 60 61 62 63 .. 98 >> Следующая

Снижение концентрации напряжений в клеевых соединениях
Уровень и характер распределения внутренних напряжений различен и зависит от вида нагружения и геометрии соединений. Клеевые соединения работают в условиях равномерного и неравномерного отрыва, сдвига, а также при действии расслаивающих сил. Для оценки работоспособности чаще всего определяют свойства соединений при сдвиге, ибо этот вид нагружения наиболее близок к реальным условиям работы соединений [100].
Рассмотрим основные факторы, влияющие на характер распределения и уровень напряжений в соединениях, работающих в условиях сдвиговых деформаций. Если считать, что при нэ-гружении соединений напряжения распределяются по всей площади склеивания равномерно, то, используя известное выражение а = Р/Б (где Р — действующая нагрузка, 5 —площадь), можно определить средний уровень напряжения. При этом предполагается, что склеенные образцы являются абсолютно жесткими и при действии нагрузки угол поворота сечений клеевой прослойки одинаков по всей длине.
Известно, что модуль упругости клея на два и более порядка ниже, чем у металлов, а его толщина примерно на порядок меньше толщины образцов. Поэтому при нагружении взаимное перемещение склеенных образцов незначительно и сравнимо с их собственной упругой деформацией [101]. При дальнейшем увеличении нагрузки основную роль начинает играть жесткость клея и подложки. Максимальная деформация склеиваемых материалов наблюдается у кромок соединения, а по мере отдаления от них она снижается. Это свидетельствует о неравномерном распределении напряжений [102] вдоль слоя клея. По мере роста нагрузки напряжения концентрируются на концах нахлестки, вследствие чего возникает «пик» напряжений. Значение этого «пика» в зависимости от жесткости клея может в 3—8 раз превышать средние напряжения, возникающие под действием нагрузки. Поэтому разрушение начинается у кромок соединений. Так как края нахлестки более нагружены, чем ее середина, то прочность обычно повышается не пропорционально площади склеивания. Влияние длины нахлестки в соединении стальных образцов, склеенных клеем Аральдит, на прочность показано ниже [103, 104]:
Длина нахлестки, мм . . 5 10 15 20 30 40 50
тсд, МПа....... 55 48 43 41 39 37 37
Действительно, с ростом длины нахлестки средние напряжения снижаются до тех пор, пока не достигнуто некоторое значение, после которого соединение «исчерпало» свою несущую способность. Дальнейшее увеличение длины нахлестки не приводит к повышению прочности, поскольку расширяется средняя часть клеевого соединения с невысоким уровнем напряжений. Следовательно, нет необходимости в слишком большой длине нахлестки, так как при этом прочность соединений может практически не повышаться, а масса конструкции и ее стоимость увеличиваются.
Оптимальную длину нахлестки LonT определяют по следующему соотношению [105]:
?UT = 0,2o-x (62+ 1)
где ат — предел текучести склеиваемых материалов; б — толщина склеиваемых материалов.
Значение LonT заметно зависит от б, поскольку толстые листы при нагружении проявляют меньшую деформацию. Поэтому напряжения в соединениях листов большой толщины меньше, чем при склеивании тонких листов.
Для определения оптимальных размеров соединения L и 6 пользуются так называемой кривой качества, характеризующей зависимость разрушающего напряжения от отношения 6/L [104]. Для каждого сочетания клея и толщины склеиваемых материалов Целесообразно иметь диаграмму качества, которая может явиться эталоном для выбора оптимальных размеров соединения.
145
144
При действии сжимающих и растягивающих усилий деформация соединения по его длине неодинакова, и поэтому напряжение распределяется также неравномерно, особенно, если соединения имеют небольшую ширину [103]. В этом случае при сжатии напряжения в средней части больше, чем по краям, а при действии растягивающих усилий — наоборот.
Наличие «пика» напряжений по кромкам, а также краевых эффектов по ширине обусловливает неравномерный характер распределения напряжения по площади склеивания. Кроме того, силы, действующие на два склеиваемых листа, находятся не на одной прямой — линия их действия смещена относительно друг друга на величину (б|-т-б2)/2 (где 81 и 62 — толщина склеиваемых листов) [106, с. 16]. Поэтому на клеевое соединение дополнительно действует изгибающий момент.
При совместном воздействии растягивающих и изгибающих сил в слое клея возникают напряжения, перпендикулярные поверхности склеивания, т. е. клей работает на отдир. Эти факторы обусловливают снижение работоспособности соединении.
Экспериментальные данные по распределению напряжений в соединениях обычно не совпадают с теоретическими расч1 тами. Последние достаточно сложны, в них не всегда учитывается влияние ряда переменных факторов, в том числе и налг-ч-ие упруго-пластических деформаций, которые оказывают зш. чительное воздействие на уровень напряжений. Во всех случая напряженное состояние клеевой прослойки отличается неравно мерностью действующих сил, их уровень во многом определяем ся релаксационными характеристиками клея.
Предыдущая << 1 .. 51 52 53 54 55 56 < 57 > 58 59 60 61 62 63 .. 98 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed