Технологические процессы формования, намотки и склеивания конструкций - Крысин В.Н.
ISBN 5-217-00533-5
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 5.2. Образцы для испытания при оценке качества склеивания и схемы их нагружения:
а - испытание на сдвиг с растяжением; б - испытания на сдвиг при сжатии; в - испытание на ударную вязкость; г — испытание на кручение; д — испытание на растяжение; е - испытание на скалывание; ж - испытание на расслоение под углом 180°; з - испытание на расслоение под углом 90°; и - испытание на изгиб
207
прочности при расслоении выше 0,1 МПа получить сложно, Испытания на изгиб (рис. 5,2, и) проводятся на слоистых образцах, имеющих большую площадь соединения. Исходя из этого при проектировании необходимо учитывать схему нагружения узла и создавать благоприятные условия работы клеевого соединения,
5. Контроль клеевого соединения на сплошность неразрушающими методами (ультразвуковым, рентгеновским, путем термографии и др.),
Для подтверждения стабильности прочностных характеристик клеевого узла в процессе серийного производства проводятся выборочные статические испытания до разрушения готовых клеевых узлов и агрегатов.
Дефектами следует считать повреждения в структуре материалов, которые ухудшают их физико-механические характеристики, установленные ГОСТами, ТУ и нормалями. Допустимыми обычно считаются дефекты, ухудшающие физико-механические характеристики в пределах погрешностей инженерных расчетов и погрешностей измерений, выполняемых при механических испытаниях. Дефекты, которые возникают в ПКМ, часто не имеют эквивалента в металлических узлах.
Рассмотрим типовые производственные дефекты в наиболее перспективных конструкциях, изготовленных из ПКМ. Анализ дефектов позволяет сделать вывод, что причиной их возникновения при изготовлении изделий является несоблюдение технологии подготовки сырья, неудовлетворительное состояние технологического оборудования, нарушение технологии изготовления и последующей термообработки изделий,
Надо отметить, что обнаружить форму дефектов в ПКМ труднее, чем в металлических клеевых конструкциях, да и механизм разрушения конструкций из ПКМ сложнее, чем конструкций из металла. Относительно недавно начали применять методы неразрушающего контроля ПКМ, разработанные для оценки качества клеевых конструкций.
Армирующие материалы (стеклоткани, стекловолокна, углеродные волокна), а также основы, применяемые для изготовления ПКМ, должны соответствовать ГОСТам, ТУ и нормалям. Основа должна иметь строго нормированные вязкость, содержание летучих веществ, а также степени желатизации и однородности. Вязкость основы обеспечивается соответствующим содержанием в ней отвердителей и пластификаторов. Стеклоткани применяются для изготовления, конструкций, не входящих в силовую схему планера и агрегатов. Для этих конструкций не требуется особенно строгий контроль качества. Углепластики в последние годы нашли широкое применение при изготовлении лопастей вертолетов, роторов.
Методы контроля и средства для выявления имеющихся дефектов необходимо дифференцировать в зависимости от значимости изготовленных деталей и узлов. Посторонние включения, т.е. мелкая шлаковая пыль, земля, мелкие щепки, обрывки стекловолокна и другие включения, попадая под слой стеклоткани, мешают его уплотнению при по-208
лимеризации. В районе этих включений остается воздух или собирается смола. К подобным дефектам приводит низкая культура производства.
Значительное влияние на качество стеклопластиков оказывают несовершенство конструкции и техническое состояние технологического оборудования, а также контрольно-измерительных приборов. Неравномерность обогрева или охлаждения изготовленного изделия приводит к образованию поверхностных вздутий, расслоений, трещин, короблений и избыточной пористости материала, Это особенно заметно при изготовлении крупногабаритных деталей, изделий сложной конфигурации и значительной толщины.
В ряде работ [2, 3, 4] дана классификация технологических дефектов стеклопластиков, возникающих из-за отклонений от заданных режимов при изготовлении конструкций. Известны и другие классификации дефектов стеклопластиков. Например, в работе [16] все дефекты разделены на два класса. К первому классу относятся дефекты, возникающие в стеклопластиках при изготовлении изделий. Ко второму классу относятся нарушения сплошности полимерной основы.
Необходимо знать, в каких условиях будут работать изделия из ПКМ. Возможно, что один и тот же материал, имеющий некоторые дефекты, в одних условиях будет работать удовлетворительно, а в других — в нем могут развиваться имеющиеся дефекты. Исходя из этого дефекты можно разделить на два класса: дефекты, неразвивающиеся при работе конструкций из ПКМ, и дефекты, развивающиеся в процессе эксплуатации и вызывающие ухудшение эксплуатационных характеристик, а иногда приводящие к катастрофическим последствиям [9].
Рассмотрим наиболее часто встречающиеся наружные и внутренние дефекты ПКМ (табл, 5.1).
Таблица 5.1
Дефект
Внешние признаки
Причина возникновения
Внешние дефекты
Дефекты в
отвержденной
смоле
Наличие неровностей на поверхности изделия, волнистость
Небрежная подготовка поверхности рабочей оснастки (особенно из древесины), сдвиг неэа-полимеризованных верхних слоев материала
