Технологические процессы формования, намотки и склеивания конструкций - Крысин В.Н.
ISBN 5-217-00533-5
Скачать (прямая ссылка):
Нет
Определение оптимальности проекта
Изменение параметроб проекта
Да
Л
Утберждение оптимального проекта
Рис. 2.23. Схема проектирования клеевой конструкции
ячейки от центра к стенкам, в результате чего у стенок образуются клеевые галтели (рис. 2.24). Клеевую галтель можно определить высотой поднятия клея Н, шириной основания галтели КГ, толщиной прослойки клея 6пр в пределах каждой ячейки после растекания клея, а также радиусом галтели. Ширина основания галтелей клея существенно влияет на общую площадь клеевого контакта, которая, как показали эксперименты, зависит от свойства клея, метода его нанесения и геометрии сотового заполнителя. Среднюю статическую ширину основания галтели для каждого конкретного случая получают экспериментальным путем, склеивая образцы различными клеями при различных условиях, изготавливая из образцов шлифы и измеряя под микроскопом исследуемые параметры.
Как показали эксперименты на различных клеях, К изменяется в
ЛЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧ ЧЧЧЧ' \4444VV444V\44444VVVi
Ч 4 с > -1
\ЧЧ\\\\\\\ч\\ч\\ч\V
Рис. 2.24. Сечение сотовой ячейки:
1 - стенка сотового заполнителя; 2 -галтель; 3 - обшивка; H - высота поднятия клея; АГГ - ширина основания галтели; 6ф - толщина фольги сотового заполнителя; S0^111 - толщина обшивки; R1, - радиус галтели; Sn - толщина клеевой прослойки
80
пределах 1,6...2 мм. Если эта величина известна, подсчитывается общая площадь клеевого контакта:
где п = Кт/[За(а\/Т+ 2§ф + 26пр)] — число ячеек по ширине основания галтели Кт; а — длина стороны сотовой ячейки; 5ф — толщина фольги сотового заполнителя; 5пр — толщина клеевой прослойки.
Площадь клеевого контакта для одной сотовой ячейки определяется по формуле
Sm = ЪКт{Ъа - КтуЩ.
От площади контакта зависит предел прочности при сдвиге, равномерном и неравномерном отрыве.
Управляя механизмом образования клеевых галтелей, можно создавать многослойные конструкции с сотовым заполнителем с необходимой прочностью. В работах, посвященных расчету многослойных конструкций с сотовым заполнителем, имеется исчерпывающий анализ их изменения при различных видах нагружения. Однако определению напряженного состояния при возникновении напряжений растяжения — сжатия в поперечном направлении уделено недостаточное внимание. Характерным разрушением при этом виде нагружения является отслаивание обшивок от заполнителя. Представляет интерес распределение напряжений в самой клеевой галтели.
Рассмотрим влияние равномерного отрыва на распределение напряжений в галтели. Все элементы сотового заполнителя находятся в одинаковом напряженном состоянии. Это позволяет сформулировать задачу для одной стороны шестигранного сечения сотовой ячейки как плоскую. Взаимодействие фольги с клеевым слоем может быть отражено введением в расчетную схему касательного напряжения, действующего по линии их контакта. В зоне контакта с обшивкой граничные условия для клея соответствуют условиям жесткой заделки, а растягивающая нагрузка переносится с обшивки на фольгу. На криволинейной границе клеевого наплыва нагрузка отсутствует. Если разрушение клеевого соединения происходит из-за разрушения самой галтели, то, как показывает опыт, оно является хрупким. Другими словами, клей вплоть до разрушения не теряет упругости. Уравнение равновесия для плоской задачи, записанное в перемещениях, имеет вид
?A2Vi+ (Л+ Mb^= 0, (2.1)
где ju — коэффициент ослабления; А2 — оператор Лапласа; Vj — перемещение вдоль осей X или Y; X — перемещение галтели.
Уравнение (2.1) с учетом граничных условий может быть решено для области со сложной геометрической формой, например, методом конечных разностей. После дискретного представления разностей на
81
сеточной области метод конечных разностей реализуется на основе метода динамической релаксации. Уравнение 2.1 дополняется правой частью и фактически превращается в уравнение движения
MA2F,. + (X + M)-F-= V1(C+ р), (2.2)
°i
где С — ударная вязкость.
Введение в уравнение (2.2) члена с первой производной по времени позволяет свести его решение к решению статической задачи за конечный промежуток времени. Заменяя производные по времени и координатам центральными разностями, можно записать выражение для разностных аналогов уравнения (2.2), а из аналогов получить формулу для вычисления перемещения в конце интервала времени
к*\ AT2 2 к 1 -х jt-i
V1 f = L1 ,-+- V1 ,--V1 , , (2.3)
'' р(1 + X) (1 + X) J 1 + X lJ
г - *Ч/)/да:/+і - (vu- vu.JItXf Li, / ~ 2(л - M)—-----— +
AXj + AXf+1
+ 2М[ (Vi+1J - Vi-')lAYi' Иі-і,/)/ДУ'-> ] +
где
(AX7-+ Д^+і)(ДУ,-+ ДУг-і)
(2.4)
X = cAT/(2p) - параметр релаксации; Л = 0, 1, 2,...-номер временного слоя; і, / — номера узлов разностей сетки в направлении осей Y, X; р — кинематическая вязкость.
В исходном состоянии при к = 0 для определения перемещения необходимо задать начальные перемещения Vе'1, Vk. Граничные условия для перемещений реализуются заданием в массивах Vj граничных значений величин, которые не изменяются в процессе вычислений. Если на границе области заданы нагрузки, оператор Lf1-B выражениях (2.3) и (2.4) вычисляется с учетом этих нагрузок. При работе по программе, составленной по описанному алгоритму, можно получить поля перемещений Vj и напряжений Оцв клеевой галтели.
