з'єднання внахлестку

Поняття «з'єднання внахлестку» використовується для опису склеювання сполучаються по площі поверхонь. Вибір форми подібного з'єднання визначається в значній мірі кінцевим призначенням конструкції. Завжди знайдеться багато способів, що дозволяють спроектувати з'єднання оптимальної міцності, яке задовольнить експлуатаційним вимогам, не виходячи за рамки допустимих витрат і готівки технологічних можливостей.

З'єднання внахлестку, порівняно прості за конструкцією. Вимоги до проектованих з'єднанням металу з металом можна узагальнити наступним чином:

1) зробити площу склеювання якомога більшої;

2) забезпечити, щоб максимальна частина площі склеювання несла навантаження;

3) домагатися, щоб напруга в клейовому шві діяло в напрямку його максимальної міцності;

4) забезпечити мінімальність напружень в самому слабкому для клею напрямку.

Хороші проекти повинні, як правило, виключати ті види навантажень і такі сполуки, коли на малих площах або по краях концентруються напруги. Так як клеї зазвичай міцніше при зсуві, доцільно проектувати так, щоб з'єднання працювали на зрушення. Клейове з'єднання ніколи не слід навантажувати на віддираючи.

Конструкція з'єднань внахлестку залежить головним чином від двох факторів - величини і напрямки навантаження, яку з'єднання повинно нести. Велика частина клеїв, використовуваних для з'єднання плоских поверхонь, володіє відносно великою жорсткістю і достатню міцність при зсуві, тоді як їх міцність при віддираючи або розколюванні мала. Тому проектуванням з'єднання, щоб клей працював на зрушення, зводять до мінімуму дію відшаровується або розколюють напружень. Міцність з'єднання внахлестку при зсуві прямо пропорційна ширині з'єднання. Так, при збільшенні ширини на хльосткий в два рази (при збереженні незмінними її довжини і товщини матеріалу) міцність також подвоюється. Підвищити міцність з'єднання можна також збільшенням довжини нахлестки. У цьому випадку, однак, прямий пропорційності немає, так як краю нахлестки несуть кілька більшу частину навантаження, ніж середина з'єднання, внаслідок чого загальне підвищення міцності відстає від приросту довжини нахлестки.

Міцність з'єднання внахлестку можна підвищити також збільшенням товщини елементів, що склеюються. Насправді, якщо метал не має достатньої товщини, то його межа плинності може бути нижче міцності клейового з'єднання при зсуві.

Треба відзначити, що якщо в з'єднанні використовуються скошені кромки, накладки, колючкуваті елементи або інші способи зміцнення, то механічну міцність можна значно підвищити, навіть подвоїти, особливо якщо мова йде про міцність при зсуві.

Ближче до нульової довжині проста нахлестка дає зіставні результати, але чим довше нахлестка, тим більше, виграш в міцності, що дається скошеними крайками при нахлестка. З'єднання встик зі скошеними крайками може виявитися навіть ще міцніше внаслідок більш рівномірного розподілу напружень. Найкращий варіант досягається поєднанням подібного з'єднання зі скошеними накладками, які забезпечують розподіл напруг на набагато більшій площі. Вирішальним фактором при виборі конструкції з'єднання є витрати на його виготовлення.

Проектування з'єднань для жорстких пластиків проводиться так само, як і для металів. Деякі армовані пластики на основі фенольних, поліефірних і епоксидних смол по міцності можна порівняти с. металом. Однак вони часто анізотропні, що робить важливим облік напрямку дії прикладеного навантаження. Анізотропні листи доводиться укладати так, щоб домогтися максимальної міцності від з'єднання.

У стеклотекстолите зазвичай існує велика різниця по міцності при зсуві і міцності при стисненні в залежності від орієнтації скловолокна. Це необхідно враховувати при виборі форми сполуки таких матеріалів.

При з'єднанні з металом тонких листів, особливо коли лист приклеюється знизу, лист потрібно з'єднувати внахлестку, щоб змусити клей працювати на зрушення. Площа нахлестки повинна бути достатньою, щоб не перевищити допустимий питомий напруга в клеї.

Як вже зазначалося, при збільшенні або зменшенні довжини нахлестки немає прямої пропорційності між цією довжиною і міцністю з'єднання внахлестку внаслідок нелінійного характеру залежності між загальною міцністю з'єднання і площею склеювання або товщиною елементів, що склеюються. Нелінійність пояснюється деформацією елементів, що склеюються під навантаженням, яка створює в з'єднанні концентрацію напружень і прямо пов'язана з межами плинності таких елементів. Вплив нелінійності виключається при стандартних випробуваннях на зрушення зразків внахлестку завдяки використанню зразків певної товщини і з постійною довжиною перепуску (стандарт МММ-А-132), але відіграє важливу роль при механічних випробуваннях нахлестки на зрушення в реальних клейових з'єднаннях. Наприклад, в зразках для випробувань на зрушення розтягуванням, починаючи з нахлестки довжиною 5 мм у міру її збільшення або зменшення товщини зразка, межа міцності знижується до певного рівня. Цю особливість можна використовувати для побудови кривої якості, виготовивши зразки з різною довжиною перепуску і обчисливши ставлення

де Т - товщина матеріалу, a L - довжина перепуску. Криву якості можна побудувати шляхом нанесення дійсної міцності при зсуві в залежності від величини відносини T / L.

Схожі статті