Характеристики некоторых клеев и клеевых соединений

Для клеев первой группы также может быть применен подогрев до 60—120°С с целью ускорения протекания химических процессов. Клеи могут быть жидкими, пастообразными (ПУ-2), порошкообразными и твердыми (эпоксид П и Пр). Последние можно наносить только на пред­варительно нагретую поверхность. Большинство клеев поставляется в жидком состоянии.

Рис. 194. Изменение прочности клеевого соединения при различных температурах в зависимости от времени с момента изготовления его до момента испытания

Некоторые клеи можно применять также в виде пленок различной толщины. Пленочные клеи могут содержать также упрочняющий каркас в виде стеклянной сетки (ВС-10Т, ВС-350).

Прочность клеевых соединений в значительной степени зависит от конструкции и характера действующих нагрузок. Наибольшей прочно­стью обладают клеевые соединения, которые работают на «чистый» сдвиг или «чистый» отрыв. Несимметричный отрыв является самым невыгод­ным для клеевого соединения.

На рис. 195 приведены типовые клеевые соединения, из которых наиболее распространенными являются внахлестку и стрингерное. Вы­бор соединения внахлестку с подсечкой, так же как и соединения встык с одной и двумя накладками, обусловливается обычно конструктивными соображениями.

Рис. 195. Типовые клеевые соединения:

а – внахлестку; б – внахлестку с подсечкой; в – встык с одной накладкой; г – встык с двумя накладками; д – на «ус»; е - стрингерное

Наиболее прочным является соединение «на ус», где менее ска­зывается концентрация напряже­ний в концах усовой нахлестки: однако оно трудно выполнимо в условиях производства и применя­ется преимущественно для дерева и других неметаллических мате­риалов.

На рис. 196 приведены дан­ные по прочности клеевых швов при сдвиге (прочность шва вна­хлестку принята за 100%).

Клеевые соединения вна­хлестку обычно располагают так, чтобы они работали на чистый сдвиг. На рис. 197 приведена схема деформации клеевой пленки под действием растягивающих усилий Р. Вследствие неравномерности де­формации у концов нахлестки наблюдается концентрация напряжений сдвига, тем большая, чем меньше модуль упругости склеиваемых мате­риалов. Увеличение длины нахлестки l уменьшает напряжения по всей ее длине.

На рис. 198, а приведены графики распределения этих напряжений для соединения дуралюмина с дуралюмином толщиной 2 мм слоем клея толщиной 0, 2 мм с модулем сдвига пленки в рассматриваемом соединении G = 0, 5 • кГ/ .

По оси абсцисс отложена безразмерная координата х, меняющаяся от нуля до единицы. По оси у отложена величина , пропорциональная напряжениям сдвига τ.

Из графика видно, что с ростом длины нахлестки при заданной на­грузке напряжения т падают, причем чем меньше длина нахлестки, тем равномернее распределены напряжения.

Рис. 196. Влияние типа клеевого соединения на прочность при статическом сдвиге (дуралюмин, клей БФ-2):

1 – внахлестку; 2 – внахлестку со скошенными кромками; 3 – на «ус»; 4 – встык с накладкой 5 – встык с накладкой со скошенными кромками

Рис. 197. Соединение внахлестку:

1 и 3 – соединяемые элементы; 2 - клей

Рис. 198. Влияние длины нахлестки на распределение и величину напряжений сдвига в клеевом шве:

а – распределение напряжений по длине нахлестки; б – зависимость максимального напряжения сдвига от длины нахлестки

Максимальные напряжения уменьшаются до тех пор, пока напряже­ния в середине шва не станут равными нулю. В этот момент соединение полностью исчерпает свою несущую способность.

Дальнейшее увеличение длины нахлестки приводит к образованию «балласта» в виде полосы длиной l_x, где напряжения равны нулю.

На рис. 198, б приведены графики, показывающие влияние длины нахлестки на максимальное напряжение. Из графиков следует, что дли­на, при которой полностью исчерпана несущая способность соединения, меняется в зависимости от жесткости клеевого шва.