Способ склеивания структурно-неоднородных волокнистых материалов Советский патент 1989 года по МПК C09J5/04 

Изобретение относится к области создания неразъемных клеевых соединений материалов, в частности предназначенных для создания клеевых покрытий из структурно-неоднородных волокнистых материалов.

Целью изобретения является повышение прочности соединения при склеивании неравнопрочных материалов, обеспечение величины прочности .клеевого соединения не ниже величины прочности наименее прочного материала, входящего в состав соединения.

На фиг. 1 показана одна из возмож- ных схем нанесения клеевых пятен по прямоугольной сетке; на фиг. 2 - микроструктура структурно-неоднородно го

волокнистого материала на основе стеклонитей.

Способ осуществляют следующим образом.

f

При склеивании пластины из структурно-неоднородного материала (микроструктура показана на фиг. 2) и пластины из алюминиевого сплава требуется обеспечить прочность клеевого соединения, равную величине прочности волокнистого материала (в данном случае наименее прочного). Из технологических соображений выбирается простая и удобная схема нанесения клеевых пятен по прямоугольной сетке с шагом D. По соотношению

tn

о со

00 00

со

D

27

arccos

а lri(k А ) 1 + а11(ГТ1р

1509389 .4

между собой под нагрузкой сопрягаемые +Ь (1). поверхности.

В основу способа положены результаты расчетных и экспериментальных исследований по определению прочности клеевых соединений структурно-неоднородных волокнистых материалов, используемых, в частности, при создании многослойных клеевых теплозащитных покрытий. Предлагаемый способ наиболее приемлем в случае, когда прочность хотя бы одного из склеиваемых материалов меньше прочности клея. В этом случае разрзппение происходит не в зоне максимальных напряжений, находящейся в клеевом слое, а на границе клеевого слоя и материала.

определяется диаметр клеевых пятен d

Числовые значения коэффициентов а, k и Ь. определяют путем аппроксимации численных расчетов напряженно-деформированного состояния и дпя пятен круглой формы соответственно равны ,75, , ,5.

Коэффициент Л , учитывающий глубину проникновения клея в материал, взят из таблицы физико-механических свойств волокнистых материалов на основе кварцевых стеклонитей, он равен 0,2 мм. В общем случае этот коэффициент может быть легко определен из эксперимента.

Таким образом, из (1) при ,75, , ,5 и мм, получают d 11 мм. Определяют концентрацию клеевых пятен N по зависимости

.N ( -5 ) (2)

приняв в качестве исходных данных единичную поверхность, равную 1 дм (данный случай), а D выразив в долях этой единицы:

1/дм

Количество клея Р, необходимое для склеивания площади (в данном случае

1 дм ), определяется по соотношению jjl

Г- (t, A, + t,,i)N--S

(3)

где t1 и

.1пористости склеиваемых материалов;

S - площадь склеиваемых поверхностей;

g - определяется из произведения коэффициента технологических потерь на величину плотности клея.

В рассматриваемом примере t, 0,95, ,001, ;,.0,2 мм, j 0,08 мм, ,58 кг/дм и ,83 г. Таким образом, определив диаметр клеевых пятен, среднее расстояние между ними и необходимое для обеспечения заданной прочности соединения количество клея, наносят клеевые пятиа на соединяемую поверхность по выбранной схеме (фиг. 1) с определёнными вьппе d и D и затем соединяю

0

с

0

5

0

В основу способа положены результаты расчетных и экспериментальных исследований по определению прочности клеевых соединений структурно-неоднородных волокнистых материалов, используемых, в частности, при создании многослойных клеевых теплозащитных покрытий. Предлагаемый способ наиболее приемлем в случае, когда прочность хотя бы одного из склеиваемых материалов меньше прочности клея. В этом случае разрзппение происходит не в зоне максимальных напряжений, находящейся в клеевом слое, а на границе клеевого слоя и материала.

Изобретение позволяет обеспечить потребную прочность клеевого соединения, улучшить его качество за счет исключения случайным образом образующихся пятен непроклея с неопределяемыми коэффициентами концентрации напряжений, уменьшить потребное количество клея, необходимое для соединения поверхностей единичной площади, по сравнению с известными способами клеевого соединения в среднем в 4

«im

тТ

раз,

35

40

45

Формула изобретения

Способ склеивания структурно-неоднородных волокнистых материалов, включающий нанесение пятен клея на подлежащие склеиванию поверхности и контактирование их под нагрузкой, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности соединения при склеивании иеравнопрочных материалов, пятна клея наносят с соблюдением соотношения .

1

If

arccos

0,75 ln(20 )

1 + Го,75 ln(20 A )1

+0,5,

где d

D

диаметр пятен; расстояние между центрами соседних пятен;

- глубина проникновения клея в материал, имеющий меньшую прочность.

Изобретение относится к созданию клеевых слоистых покрытий и может быть использовано при разработке технологических процессов склеивания структурно неоднородных волокнистых материалов, например теплозащитных, для конструкций ядерных энергетических установок. Изобретение позволяет повысить прочность соединения при склеивании неравнопрочных материалов за счет способа, заключающегося в нанесении пятен клея на подлежащие склеиванию поверхности с соблюдением соотношения D/D = [1/2φ ARCCOS (0,75LN(20λ/D))/√1+[0,75LN(20λ/D)]²] + 0,5 где D - диаметр пятен

D - расстояние между центрами соседних пятен

λ - глубина проникновения клея в материал, имеющий меньшую прочность, и последующем контактировании склеиваемых поверхностей под нагрузкой. 2 табл., 2 ил.

ФивЛ

Составитель Р. Вакар Редактор Н. Гунько Техред И.Моргентал Корректор 0. Ципле

Заказ 5762/21

Тираж 631

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

/

/

о

-4

Фие.1

Подписное