Лако-красочные материалы — производство

Образец, аналогичный образцу с нахлесткой, используемому при сдвиговом ис­пытании в соответствии с методикой D1002. может быть использован, скорее, при приложении сжимающей, чем растягивающей нагрузки. Этот метод испытаний, |к*- гламентированный стандартом ASTM Ш05. используется для испытаний клеевых соединений деревянных субстратов. Образен в нагруженном состоянии теоретиче­ски является одинаковым <: образцом, испытываемым в соответствии с методикой 01002. Однако на практике субстраты для испытываемого образца должны иметь значительно меньшую длину, чтобы свести к минимуму деформацию изгиба вдали от нахлестки. Если используют металлические субстраты, длина субстрата должна быть обычно несколько больше, чем длина самой нахлестки. Небольшие размеры такого образца предлагают определенные преимущества в тех случаях, когда огра­ничены объем материала или размеры испытательного оборудования. На рис. 3.6 показан нахлесточный образец для испытания при сдвиге сжимающим усилием.

Рис. ‘J.6. І Іах-.іссточііі. ііі образец для испытания на сдвиі сжимающей нагрузкой Субстра­ты малой длины используют для тою, чтобы снести к минимуму изгиб при при­ложении усилия сжатия

Краіігер (6) и Харт-Смт |7| показали ограничения, связанные с испытаниями на сдвиг образцов по методике 01002. Ими также 61.1.10 показано, какую важность имеет представление о физических свойствах материала клеевого слоя при сдвиге. Стандарт ASTM /)5(>56 описывает метод испытаний, разработанный Краііічром и Xapv-Смитом. Образен для испытаний показан па рис. 2.7 и является аналогичным образцу, используемому в методе испытаний />1002, однако имеет три очень суще­ственных отличия. Во-первых, субстраты имеют значительно большую толщину. І Іаііримср. для алюминия, используемого при изготовлении самолетных конструк­ций. толщина субстратов составляет 12.7 25.4 мм (от 0,5 до 1 дюйма). Увеличенная толщина образца позволяет исключить воздействие каких-либо норальных нагрузок на клееной еле ей в результате практического огсутпвия прогиба субстрата. Ширина образца составляет 25.1 мм (1 дюйм) и длина нахлестки 9.5 мм (0.375 дюйма). Во — вторых. исключается образование галтелей. благодаря чему нагрузка воспринимает < я клеем только в обласі и клеевого соединения. В-третьих, образец позволяет замо­ри і ь прогиб клееного шва. 1 Ізмери тельные приборы, извесгные как теизорезисторы, устанавливают так. как схематично показано на рис. 3.7. Нагрузка прикладывается к образцу, установленному в зажимы разрывной машины, и с помощью тензометров измеряют прогиб субстратов. Затем строят кривую зависимости напряжения сдвига (величина нагрузки, деленная на площадь нахлестки) от деформации сдвига (изме­ряемой по прогибу субстрата). 11о эт(»й днаї рамме можно определить модуль упру­гости матсрала клеевого слоя при сдвиге, предел текучести при сдвига и плотность анергии деформации при сдвиге. Как определил Харт Смит |7], плотность знергии деформации при сдвиге является важным критерием при проект щитанин клеевых соединений. Рассмотренный образец и метод испытаний отличаются от представ­ленных в методе Л1002 тем, что полученные данные могут быть использованы для расчета клеевых соединений. В настоящее время большинство фирм поставщиков клеев приводят ;гги данные в сертификатах иа конструкционные клеи.

Применяют также некоторые друз не разновидности нахл ее точных образцов для испытания при сдвиге и методы испытания таких образцов. Основные отличия згих методов связаны < попытками сделать более линейным направление при до-

страты имеют толщину, достаточную для того, чтобы нагиб у краев нахлестки был практически исключен Нагруаку прикладывают с помощью штифтов, устаианли — паемых в отверг і и и на к|юях субстратов К процессе испытаний, щи-дназначенных для определения деформационно-прочностных свойств материалов клеевого слоя при сдвиге. к образцу прикрепляют ген.«оре. тттгторы в точках, показанных на схе­ме крестиками Таким образом, если к образцу приложена какая-либо натру іка, субстраты перемещаются относительно друг друга и клеевой слои нолвсргается сдвигу. В данном случае принимается допущение, ч го податливость клеевого слоя существенно меньше но.’іатливоетн субстратов, нозтому любое перемещение суб­стратов вызывает такое же перемешенне в клееном слое

женин нагрузки, увеличением площади клееного соединения или измерением ха рактсристик ползучести. Обратны с нахлесткой для испытаний при сдвиге, которые предусматривают линейность направления приложения нагрузки, описаны в не­которых методах испытаний, например, н методе, регламенти|юнанном стандартом AS ГМ Ш5 28. Для обоих образцов соединений, показанных на рис. ЗК. характерны довольно линейное направление приложения нагрузки и уменьшение деформации субстратов. І Іроблсма, связанная с такими образцами, заключается в том. что их из і оговлсние является значительно более сложным процессом, чем получение «юра Т — цов. используемых мри испытаниях но методике /Л002. и позтому они являются менее удобными для использования при проектировании клееных изделии или как инструмент дія контроля качества клеев. Однако такие соединения находят прак­тическое применение в технических конструкциях.

Характерный пример представляє! получение образцов с увеличенной площадью нахлестки. Некоторые потребители клееных конструкций имени спецификации, со­гласно которым требуется знать зависимость прочности при сдвиге нахлесточноюоб

но линейное направление приложения нагрузки и клеевом соединении. Толщина клеевого слоя показана в увеличенном масштабе

раэца от длины нахлестки при постоянной ее ширине. 11а рис. 3.9 показана прочность при сдвиге нахлесточных образцов как функция L/t дія конструкционного клея Так как ширина клееного соединения остается постоянной (составляет обычно 25,4 мм (1 дюйм)), площадь клеевого шва увеличивается при увеличении отношения L/t. Об­ратите внимание, что величина кажущейся прочности при сдвиге имеет тенденцию к уменьшению при увеличении площади нахлестки. Можно предположить, что при увеличении площади нахлестки прочность при сдвиге должна оставаться неизмен­ной, так как в расчетах предусмотрено отношение усилия, разрушающего образец, к площади нахлестки. Кажущееся уменьшение значения прочности связано, в первую очередь, с расс мотренным выше эффектом. Интересно также отметить, что приведен­ное на диаграмме наименьшее значение прочности при сдвиге при испытании иахле — сточнот образца соответствует максимальному значению площади нахлестки. Этот эффект также связан, скорее, с разрушением субстрата, чем клея. 11.тощать нахлестки, при которой разрушается в первую очередь мег. тлл, а нс клеевой слой, обычно должна рассматриваться как расчетный параметр. Конструкции, при расчете которых исполь­зуется отношение L/t при условии разрушения субстрата, должны проектироваться таким образом, чтобы выдерживать нагрузки, значения которых в несколько раз ниже разрушающей нагрузки данного клеевого соединения и прочности при растяжении субстрата.