Сшивные и игольчатые соединения

⇐ ПредыдущаяСтр 40 из 82Следующая ⇒

Как известно, с уменьшением диаметра крепежных элементов (КЭ) прочность соединений возрастает. Изучение механизма разрушения соединений и оценка предельного состояния соединений в зоне концентрации напряжений показали, что это возрастание связано с относительным увеличением количества площадок сдвига в КМ и статической природой разрушения КМ.

Вводя понятие о зоне разрушения λ₀, ответственной за разрушение всего соединения, и связывая величину λ₀ с диаметром

КЭ, получим уравнение для определения диаметров КЭ и отверстий, которые не влияют на прочность. Наиболее прочные соединения можно получить с применением сшивки материалов и специальных иголок. Для определения диаметров крепежных элементов, имеющих небольшие размеры, воспользуемся следующей формулой:

d_к.э.= (BL(l+ω)^m/iK_TmKt₁(K t₂+1))^1/2

где В, L — ширина и длина шва соответственно; l — длина нахлестки; ω — степень усиления зоны стыка; i — количество КЭ в шве; m — показатель однородности механических свойств в KM; K_T— теоретический коэффициент концентрации напряжений около отверстия, нагруженного локальной силой; t₁, t₂ — относительные шаги между КЭ и между рядами; К —

306

307

4.3. Механические соединения

коэффициент, характеризующий изменение значений К в зоне отверстия; К— значение критерия прочности в точке с максимальной концентрацией напряжений.

Анализируя формулу, видим, что в зависимости от геометрических параметров шва и механических свойств КМ диаметр КЭ d_к.э = 0,3...1,5 мм, коэффициент прочности шва φ_ш « 100 %. Выполнить соединения с такими размерами КЭ на базе традиционных клепаных и болтовых соединений затруднительно, поэтому целесообразно осуществлять соединение КМ с помо-щью сшивных и игольчатых соединений (рис. 4.6). Экспериментальные исследования прочности игольчатых и сшивных

а б

Рис.4.6. Способы выполнения сшивных (а) и игольчатых (б) соединений:

1 - сшивка двусторонняя; 2 - односторонняя; 3 - сшивка-пробивка; 4 — установка иголок с помощью барабана; 5 - совмещение деталей, одна из которых имеет иголки; 6 — поэтапное внедрение иголок в процессе намотки

4. ТЕХНОЛОГИЯ СОЕДИНЕНИЙ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ КОМПОЗИТОВ

пятирядных соединений показали, что прочность соединения (близка к 100 % (92...96 %), а долговечность при циклических нагрузках соединений с отверстиями d = 1 мм в 18 раз превышает долговечность соединений с отверстиями d = 6 мм.

4.4. Комбинированные соединения

Сочетание клеевого и механического соединений позволяет устранить недостатки, присущие обоим способам соединений. Приминительно к клеемеханическим соединениям (рис. 4.7) следует отметить два важных обстоятельства, которые требуют решения: обеспечение совместности деформации механического и клеевого соединений и необходимость создания требуемого давления в клеевой прослойке при ее полимеризации.

Рис. 4.7.Клееклепаное металлопластиковое соединение: / — шпангоут; 2 - оболочка; 3 - заклепка; 4 — герметик

Клееклепаные соединения

Технологический процесс клееклепаных соединений принципиально возможно выполнять двумя способами: 1) клепка по отвержденному клею (отверждение клея осуществляется в специальном приспособлении); 2) клепка по неотвержденному клею (отверждение клея без применения приспособлений).

Необходимое давление при полимеризации клея в соединении обеспечивается за счет сил затяжки заклепок или технологических болтов. Второй способ является предпочтительным, так как процесс сборки с применением клея можно

308

309

Рис. 4.8. Графики зависимостей деформации Д / от нагрузки Р, материала и количества ;' заклепок: 1 — 3 — клепаные соединения при / = = 1...3 соответственно; 4 - 5 — клее-клепаные по сырому и отвержденному клею соответственно (клей ВК-36; / = 3); 6 - 7 — клеевые (клей ВК-34 и клей ВК-36; пленка)

310

4.4. Комбинированные соединения

осуществлять в сборочном приспособлении без использовании специальных автоклавов. Процесс клепки конструкций, содержащих неотвержденные клеевые прослойки, сопровождаем и сложными явлениями, происходящими в клеевой пленке и КМ В результате давление, необходимое для полимеризации клея, распределено неравномерно по длине шва. В зависимости от жесткости соединяемых листов, создаваемых нагрузок и физико-механических свойств клеевых прослоек, распределение давлений в клеевом шве может значительно меняться и, как следствие, изменять качество клееклепаного соединения. Дли повышения прочности клееклепаных соединений предпочтительно клепку пакета выполнять после отверждения клея, а при клепке по сырому клею создавать давление на клеевую пленку в несколько этапов.

Зависимость деформаций от нагрузки для различных видон клееклепаных соединений (материал пакета КМУ-3+Д19, материал заклепок из С15) показана на рис. 4.8.

Следует отметить, что, как правило, деформативность клепаных соединений значительно выше клеевых. Это приводит к снижению прочности клееклепаных соединений из-за несовместности деформаций. В этом случае необходимо повышать жесткость соединений за счет увеличения количества, прочности и жесткости заклепок или за счет повыше- ] ния эластичности клеев и повышения их адгезии к КМ. Клееклепаные соединения, выполненные по отвержденному клею, вследствие более благоприятного распределения внутренних напряжений в КМ и клее обладают большей прочностью и выносливостью.

4. ТЕХНОЛОГИЯ СОЕДИНЕНИЙ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ КОМПОЗИТОВ

Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 1477; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 35 36 37 38 394041 42 43 44 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!