ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Склеивание композиционных материалов из "Конструкционные клеи" Исключительно большое значение для нужд самолетостроения, строительства и машиностроения приобрел новый тип высокопрочных и в то же время легких материалов — композиционные материалы, представляющие собой полимерные связующие, армированные неорганическими волокнами углеродными, борными, на основе карбидов кремния и бора, боридов, различных оксидов, нитевидными кристаллами, характеризующимися очень высокими значениями удельной прочности и удельного модуля упругости [58]. [c.237] Композиционные материалы обладают более высокой усталостной прочностью, чем металлы, и отличаются меньшей чувствительностью к концентрации напряжений. Применение композиционных материалов позволяет значительно (до 30—40%) снизить массу конструкций. [c.237] При проектировании клееной конструкции из композиционных материалов следует учитывать, что напряжения сдвига между слоями материала могут оказаться не менее опасными, чем аналогичные напряжения в клеевом соединении. Наиболее эффективно соединение на ус, преимуществом которого является отсутствие утолщения и изгибающих напряжений [46.]. [c.237] При выборе формы клеевых соединений композиционных материалов необходимо иметь в виду, что прочность материала при сдвиге, растяжении и сжатии зависит от ориентации волокна. Соединения на ус обладают более высокой прочностью при сжатии, чем при растяжении. [c.237] Исследование боропластиков с различной ориентацией волокон показало, что конструктивные возможности клеевого соединения сильно ограничиваются недостаточно высокой прочностью материала при межслойном сдвиге. [c.237] При проектировании клеевых соединений композиционных материалов с целью снижения концентрации напряжений в нахлесточных соединениях могут быть использованы комбинации клеев по краям нахлестки следует применять эластичный клей, а в середине — жесткий [46, 47, 73]. Для снижения концентрации напряжений в нахлесточном соединении иногда юрезают некоторую часть склеиваемого материала применение проточки на более жесткой трубе (например, металлической) в соединении на ус с трубой из. композиционного материала позволяет существенно повысить, прочность клеевого соединения при растяжении. Скашивание кромок более эластичного элемента (композиционного материала) менее эффективно 47]. [c.237] При изготовлении конструкций с участием композиционных, материалов необходимо учитывать также способ подготовки поверхности соединяемых материалов, зависящий как от типа выбранного клея, так и от числа клеевых слоев, значения модуля упругости и ударной вязкости склеиваемых материалов [59, 60]. [c.237] Для соединения композиционных материалов между собой и с металлами (сталь, титановые сплавы) могут быть использованы клеевые композиции, а также заклепочные и клеезаклепочные соединения. Выбор клея зависит от природы связующего в композиционном материале. Чаще всего рекомендуется использовать модифицированные эпоксидные и фенольные композиции, отверждаемые при нагревании. [c.238] При склеивании композиционных магериалов (например, угле-и боропластов), обладающих невысокой чувствительностью к усталостным нагрузкам, необходимо учитывать усталостную прочность клеев, так как низкая усталостная прочность существенно снижает прочность конструкций в целом. Усталостная прочность клеевых соединений композиционных материалов составляет обычно менее 20% исходной статической прочности соединения. Для повышения усталостной прочности клеевых соединений используются углеродные волокна, выполняющие роль армирующего наполнителя клея и являющиеся носителем клея. [c.238] К числу отечественных эпоксидных клеев, рекомендуемых для соединения композиционных материалов, могут быть отнесены клеи ВК-31 и ВК-41. Модифицированные фенолоформальдегидные клеи также могут быть применены для соединения композиционных материалов, в частности клей ВК-25 (жидкий и пленочный) с рабочей температурой 150°С. Прочность клеевых соединений при сдвиге на этом клее составляет при 20 °С 21—23 МПа, при 150 °С — 8,5 МПа прочность при неравномерном отрыве при 20 °С — 5, при 150 °С — 3 МПа. Теплостойкость клеевых соединений композиционных материалов в ряде случаев ниже теплостойкости клеевых соединений металлов на тех же клеях, что объясняется недостаточной теплостойкостью склеиваемого композиционного материала. За рубежом для склеивания композиционных материалов применяют преимущественно модифицированные эпоксидные композиции, например клей FM-137 (фирма Blooming-davl США) с эпоксидным грунтом BR-127 или без него. [c.238] Для предохранения склеиваемой поверхности композиционных материалов от загрязнений находят применение защитные слои, удаляемые непосредственно перед нанесением клея. Представляет интерес применение защитных слоев из найлоновой ткани [И]. [c.239] Для усиления клеевого соединения в ряде случаев устанавливают болты, что приводит к повышению несущей способности соединения по сравнению с чисто клеевым или болтовым. Если отверстия под болты не занимают более 50% всей площади склеивания, то композиционный материал не подвергается разрушению [11]. [c.239] Вернуться к основной статье