Есть мнение Клеи Соединения внахлестку

Соединения внахлестку

Понятие «соединение внахлестку» используется для описания склеивания сопрягающихся по площади поверхностей. Выбор формы подобного соединения определяется в значительной степени конечным назначением конструкции. Всегда найдется много способов, позволяющих спроектировать соединение оптимальной прочности, которое удовлетворит эксплуатационным требованиям, не выходя за рамки допустимых затрат и наличных технологических возможностей.

Соединения внахлестку, сравнительно просты по конструкции. Требования к проектируемым соединениям металла с металлом можно обобщить следующим образом:

1) сделать площадь склеивания как можно большей;

2) обеспечить, чтобы максимальная часть площади склеивания несла нагрузку;

3) добиваться, чтобы напряжение в клеевом шве действовало в направлении его максимальной прочности;

4) обеспечить минимальность напряжений в самом слабом для клея направлении.

Хорошие проекты должны, как правило, исключать те виды нагрузок и такие соединения, когда на малых площадях или по краям концентрируются напряжения. Так как клеи обычно прочнее при сдвиге, целесообразно проектировать так, чтобы соединения работали на сдвиг. Клеевое соединение никогда не следует нагружать на отдир.

Конструкция соединений внахлестку зависит главным образом от двух факторов — величины и направления нагрузки, которую соединение должно нести. Большая часть клеев, используемых для соединения плоских поверхностей, обладает относительно большой жесткостью и достаточной прочностью при сдвиге, тогда как их прочность при отдире или раскалывании мала. Поэтому проектированием соединения, чтобы клей работал на сдвиг, сводят к минимуму действие отслаивающих или раскалывающих напряжений. Прочность соединения внахлестку при сдвиге прямо пропорциональна ширине соединения. Так, при увеличении ширины на хлестки в два раза (при сохранении неизменными ее длины и толщины материала) прочность также удваивается. Повысить прочность соединения можно также увеличением длины нахлестки. В этом случае, однако, прямой пропорциональности нет, так как края нахлестки несут несколько большую часть нагрузки, чем середина соединения, вследствие чего общее повышение прочности отстает от прироста длины нахлестки.

Прочность соединения внахлестку можно повысить также увеличением толщины склеиваемых элементов. В действительности, если металл не имеет достаточной толщины, то его предел текучести может быть ниже прочности клеевого соединения при сдвиге.

Надо отметить, что если в соединении используются скошенные кромки, накладки, шиповые элементы или другие способы упрочнения, то механическую прочность можно значительно повысить, даже удвоить, особенно если речь идет о прочности при сдвиге.

Ближе к нулевой длине простая нахлестка дает сопоставимые результаты, но чем длиннее нахлестка, тем больше, выигрыш в прочности, даваемый скошенными кромками при нахлестке. Соединение встык со скошенными кромками может оказаться даже еще прочнее вследствие более равномерного распределения напряжений. Наилучший вариант достигается сочетанием подобного соединения со скошенными накладками, обеспечивающим распределение напряжений на гораздо большей площади. Решающим фактором при выборе конструкции соединения являются расходы на его изготовление.

Проектирование соединений для жестких пластиков проводится так же, как и для металлов. Некоторые армированные пластики на основе фенольных, полиэфирных и эпоксидных смол по прочности сопоставимы с. металлом. Однако они часто анизотропны, что делает важным учет направления действия приложенной нагрузки. Анизотропные листы приходится укладывать так, чтобы добиться максимальной прочности от соединения.

В стеклотекстолите обычно существует большая разница по прочности при сдвиге и прочности при сжатии в зависимости от ориентации стекловолокна. Это необходимо учитывать при выборе формы соединения таких материалов.

При соединении с металлом тонких листов, особенно когда лист приклеивается снизу, лист нужно соединять внахлестку, чтобы заставить клей работать на сдвиг. Площадь нахлестки должна быть достаточной, чтобы не превысить допустимое удельное напряжение в клее.

Как уже отмечалось, при увеличении или уменьшении длины нахлестки нет прямой пропорциональности между этой длиной и прочностью соединения внахлестку вследствие нелинейного характера зависимости между общей прочностью соединения и площадью склеивания или толщиной склеиваемых элементов. Нелинейность объясняется деформацией склеиваемых элементов под нагрузкой, которая создает в соединении концентрацию напряжений и прямо связана с пределами текучести таких элементов. Влияние нелинейности исключается при стандартных испытаниях на сдвиг образцов внахлестку благодаря использованию образцов определенной толщины и с постоянной длиной нахлестки (стандарт МММ-А-132), но играет важную роль при механических испытаниях нахлестки на сдвиг в реальных клеевых соединениях. Например, в образцах для испытаний на сдвиг растяжением, начиная с нахлестки длиной 5 мм по мере ее увеличения или уменьшения толщины образца, предел прочности снижается до определенного уровня. Эту особенность можно использовать для построения кривой качества, изготовив образцы с разной длиной нахлестки и вычислив отношение

T / L х 100,

где Т — толщина материала, a L — длина нахлестки. Кривую качества можно построить путем нанесения действительной прочности при сдвиге в зависимости от величины отношения T/L.