Устройство для сборки и склеивания трубчатых образцов для определения модуля сдвига в клеевом соединении

 

Изобретение относится к измерениям физико-механических свойств клеевых соединений и может быть использовано в различных областях народного хозяйства, где необходим расчет на прочность клеевых соединений . Цель изобретения - повышение точности определения модуля сдвига за счет обеспечения фиксации толщины клеевого шва. Устройство для сборки и склеивания трубчатых образцов содержит щуп, выполненный в виде набора сменных металлических полуколец заданной толщины, равной Толщине клеевого шва; цилиндрическийфторопластовый вкладыш, винты, наружное фторопластовое кольцо с разрезом и липкую ленту ЛВХ. Устройство позволяет фиксировать толщину, клеевого шва и за счет этого повысить точность определения модуля сдвига в клеевом соединении. 1 ил., 2 табл. « Ё

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

° Я2 1820284 А1 (si)s G 01 Й 3/32

ГОСУДАРСТВЕН ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (COCIlATEHT СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ:

1 2 (2 1) 4862762/28 ли нйх областях. народного хозяйства, гдв (22) 27,08.90 нвобходим расчет на прочность клеевых со. (46) 07,06.93, Бюл. Рк 21 .. вдймвний. Ц®ль изобретения —. повышение (71)Московскийинституттвплотехники . Твчйо©тги определения модуля сдвига as (72) Т;С.Исаева и И.И.Сорокин -.. счет обеспечения фиксации толщины клее: (56) Фрейдин А.Ст, Кием By Бэ и Ясовский вого ав®. Устройство для сборки и склвиваС Р. МВТОд ОПредВЛЕНИя МОдуЛя СдВИГа И НИ« труеЧтатЫХ ОбраэцОВ СюдЕржИт щуП, ползучвсти клеевых соединений При appe= . выполненный-вви@вмэборасменныхметал" нйи. Заводская лаборатория, 1968. т, И, М «йчвских щиуколец заданной толщины, 6. с 731 734... равнай толарюнв клеевого швэ; цилиндриче(64) УСТРОЙСТВОДЛЯ СЮРКИ И СКЛЕИ-:: .скиФ фтропластовый вкладыш, винты, наВАНИЯ:ТРУБЧАТЬ1Х ОБРАЗЦОВ-ДЛЯ Ой- ружноефтороплэстовов кольцос разрезом. РЕДЕЛЕНИЯ: МОДУЛЯ СДВИГА 8 . и липкую ленту ПВХ. Устройство позволяет

КЛЕЕВОМ СОЕДИНЕНИИ ..,: фиксировать толщину клеевого шва и за (57) Изобретение относится к измерениям .счет этого AoIMcHTb точность определения физико-механических свойств клеевых сое- модуля сдвига в клеевом соединении, 1 ил., димений и может быть использовано в -раз- . 2 табл.

Изобретенйе относится к измерению высить точность определения модуля сдвифизико-механических свойств клеевых сое- . га. е влэ динений, а также распространяется на coe-, Изобретение поясняется чертежом., на О© динемия компаундами, герметиками, и которомнредставлвноустрайстводлясбор- 3 может быть использовано в кораблестрое- . ки и склеивания трубчатых образцов для {,„) нии, авиастроении, строительстве и др. об- определения модуля сдвига в клеевом сое- Я лэстях народного хозяйства, где необходим димении; э — устройство при сборке образ- . (р расчет на прочность клеевых и пр. соедине- цв, б " устройство IlpN склеивании образца, 1д, ний. Устройство для сборки и склеивания

Целью изобретения является повыше- трубчатых образцов 1 для определения мониеточностиопределениямодулясдвиге в . дулясдвигевллеевомсоединениисодержит. мл клеевом соединении за счет обеспечения щуп 2, выполненный в виде набора сменных . фиксации толщины клеевого.шва при сбор- металлических полуколец заданной толщикв и склеивании образца. что позволяет . ны,равнойтолщинеклеевогошва3, цилинсклеивать образцы с заранев заданной тол- дрический фторопластовый вкладыш 4, щиной клеевого шва в широком диапазоне вимтыб, наружноефторопластовое кольцос толщин клеевого швэ и, следовательно, по- разрезом 6 и липкую ленту ПВХ 7.

1820284

Для сборки образцов обе трубчатые ча- где 1- база измерения деформации; сти образца 1 надевают на фторопластовый hM, hp- приращение нагружающего мовкладыш 4. Между склеиваемыми трубчаты- мента и соответствующее приращение угломи частями 1 устанавливают щуп 2 в виде вой деформации на линейном участке металлических полуколец заданной толщи- 5 диаграммы "нагружающий. момент — дефорны, соответствующей заданной толщине меция"; клеевого шва 3. Трубчатые части образца 1 Π— диаметр рабочей части образца. закрепляют винтами 5 на фторопластовом Результаты определения модуля сдвига вкладыше 4, после чего вынимают щуп 2, клея ВК-9 в блоке при нормальной темпераПосле нанесения клея на обе склеивае- 10 туре приведены в табл 1. Условные абоэнамые поверхности и заполнения зазора меж- чения, встречающиеся в табл.1: ду склеиваемыми поверхностями по G6n — модуль сдвига клея ВК-9 в блоке; периметру клеевого шва устанавливают Gs> — среднее значение модуля сдвига; фторопластовое наружное кольцо с разре- hGen — вероятное отклонение модуля зом 6. Зажимают наружное фторопластовое 15 сдвига от среднего значения; кольцо с разрезом 6 с усилием так, чтобы S — стандартное отклонение отдельных избыток клея выдавился, и стягивают коль-. значений; цо 6 липкой лентой ПВХ 7. S — стандартное отклонейие среднего

После выдерживания образцов в уст- значения; роАсТ8е в течение времени отверждения 20 V — коэффициент вариации среднего приспособление разбирают, для этого вы- значения; винчивают винты 5, снимают липкую ленту (— относительная ошибка.

ПВХ 7, снимают наружное фторопластовое Затем определяют модуль сдвига клея кольцо с разрезом 6, при помощи слесарных ВК-9 в клеевом соединении. тисок вынимают вкладыш 4. Трубчатые части образцов изготавливаПреимущества применения устройства ют иэ стали марки 12Х18Н10Т по ГОСТ для сборки и склеивания трубчатых образ- 5949-75. цов для определения модуля сдвига в клее- Для образцов с толщиной клеевого шва вом соединении по сравнению с известным менее 0,5 мм допуск на непараллельность техническим решением поясняются на сле- 30 свободнойторцовой поверхноститрубчатой дующем примере. части образца относительно склеиваемой

Пример. Определение модуля сдвига поверхности должен быть не более 0,01 мм, клея ВК-9 в клеевом соединении с исполь- допускна непараллельностьсвободныхторзованием предлагаемого устройства. цовых поверхностей склеенного образца

- Так как значение модуля сдвига клея 35 должен быть не более 0,02 мм.

ВК-9 в клеевом соединении сравнивают со Для образцов с толщиной клеевого шва значением модуля сдвига клея в блоке, то не менее 0,5 мм допуск на непараллельперед определением модуля сдвига клея ность свободной торцовой поверхности

BK-9 в клеевом соединении определяют мо- трубчатой части образца относительно скледуль сдвига клея В К-9 в блоке. 40 иваемой поверхности должен быть не.более

Цилиндрические образцы клея ВК-9 в 0,02 мм, допуск на непараллельность своблоке испытывают при кручении на разрыв- бодных торцовых поверхностей склеенного ной машине модели 2014 MK-50, Измеряют образца должен быть не более 0,05 мм. нагружающий момент с погрешностью не Образцы собирают и склеивают клеем более 1>. Деформацию образца измеряют 45 ВК-9 в заявленном приспособлении. с помощью датчика электронной измери- Испытанияобразцовпроводятприкрутельной системы модели 214 с погрешно- чении на разрывной машине модели 2014 стью измерения линейных перемещений МК-50. Деформацию образца измеряют с захватов один относительно другого не бо- помощью датчика электронной иэмерительлее 4 от измеряемой величины при диапа- 50 ной системы модели 214. зоне измерений от 3 до 6 мкм. Погрешность Модуль сдвига клея ВК-9 в клеевом соизмерения деформации не превышает 0,003 единении G при кручении трубчатых образмм, цов, склеенных встык, вычисляют по

Модуль сдвига Обл клея ВК-9 в блоке формуле вычисляют по формуле 55 hM Н

ЬМ1 6 г д 04 . где I — - момент инерции;

32 Н вЂ” тдлщина клеевого шва;

1820284

15

25

40

55

hM,hp — приращение нагружающего момента и соответствующее приращение угловой деформации на линейном участке диаграммы "нагружающий момент — деформация".

Результаты определения при нормальной температуре модуля сдвига клея ВК вЂ” 9 в ,клеевом соединении на трубчатых образцах с фиксированной толщиной клеевого шва приведены в табл.2 (п.1-5). Для сравнения результатов определения модуля сдвига клея ВК-9 в клеевом соединении с применением предлагаемого устройства с известным техническим решением в табл.2 (п.6) приведены результаты определения при нормальной температуре модуля сдвига клея ВК-9 в клеевом соединении на трубчатых образцах, склеенных вручную, прижимая трубчатые части образца друг к другу.

Материал трубчатых частей образца — сталь марки 12Х18Н10Т по ГОСТ 5949-75. Испытания образцов по известному техническому решению проводят аналогично испытаниям образцов по предлагаемому техническому решению. Условные обозначения, встречающиеся в табл.2:

Н вЂ” толщина клеевого шва;

G — модуль сдвига клея ВК-9 в клеевом соединении для каждого образца;

6 — среднее значение модуля сдвига;

h6 — вероятное отклонение модуля. сдвига от среднего значения;

S — стандартное отклонение отдельных значений;

S — стандартное отклонение среднего значения;

V — коэффициент вариации среднего значения; — относительная ошибка.

Как видно из табл.2 {п.б),по прототипу толщина клеевого шва партии образцов складывается случайным образом в отличие от предлагаемого технического решения, где толщина клеевого шва фиксируется.

Также из табл.2 (п.6) по прототипу видно, что в партии образцов получаются образцы с различной толщиной клеевого шва, находящейся в узком интервале толщин клеевого шва примерно от 0,01 до 0,09 мм.

Получить клеевой шов большей толщины по известному техническому решению нельзя.

Клей вытекал бы и получался бы непроклей.

Приспособления для предотвращения вытекания клея нет, Фиксация толщины клеевого шва дает возможность склеивать образцы с заранее заданным значением толщины клеевого . шва в широком диапазоне толщин клеевого шва и таким образом разрешить вопрос о выявлении и установлении зависимости модуля сдвига клея в клеевом соединении от толщины клеевого шва.

Как видно иэ табл.2, применение устройства для фиксации клеевого шва в предлагаемом техническом решении, а также склеивание образцов с заранее заданной одинаковой толщиной клеевого шва и усреднение модуля сдвига клея в клеевом соединении только для образцов с одинаковой толщиной клеевого шва позволяет существенно снизить относительную ошибку с

55,3 по результатам прототипа до 6,3ф, по предлагаемому техническому решению, коэффициент вариации среднего значения снижается с 23,3 по прототипу до 2,2 по предлагаемому техническому решению, Из результатов испытаний по предлагаемому техническому. решению табл.2 (n,1-5) видно, что среднее значение модуля сдвига образцов с толщиной клеевого шва 2 мм на порядок больше среднего значения модуля сдвига образцов с толщиной клеевого шва

0,1 мм, Таким образом, в предлагаемом техническом решении удается не только повысить точность определения модуля сдвига по сравнению с известным техническим решением, но и избежать неправильного результата, что не позволяет сделать известное техническое решение.

Применение устройства для сборки и склеивания образцов для определения модуля сдвига клеевого соединения позволило выявить и установить зависимость модуля сдвига от толщины клеевого шва, что повышает точность определения модуля сдвига.

Формула изобретения

Устройство для сборки и склеивания трубчатых образцов для определения модуля сдвига в клеевом соединении, содержащее захватный узел для центровки трубчатых образцов и узел для заполнения зазора клеем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения модуля сдвига за счет обеспечения фиксации толщины клеевого шва, захватный узел выполнен в виде цилиндрического фторопластового вкладыша, предназначенного для размещения в центральном отверстии склеиваемых трубчатых образцов, винтов, пред- назначенных для крепления трубчатых образцов на вкладыше, фторопластового кольца с боковым разрезом, предназначенного для размещения на внешней поверхности трубчатых образцов, и щупа, выполненного в виде набора сменных металлических полуколец, предназначенных для размещения в боковом разрезе кольца.

1820284

Таблица 1

Результаты определения модуля сдвига клея BK-9 в блоке при нормальной температуре

T66лица 2

Результаты определения модуля сдвига клея ВК-9 в клеевом соединении при комнатной температуре

+ д(„ кг/мм

G, кг/мм

Ч,Я, Н. мм

14,340,9

0,31

0,69

2,2

6,3

2,0

25,5+1,4

1,2.0,52

5,5

7,3. 11319

3,3

2,8

8,0

218 й16

5,9

13,2

2,7

7,3

646+29

23,0

10,3

1,6

4,5

6 (прототип) 4,45

6,73+3,72

1,57

23,3

55,3

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,2

0,2

0,2

0,2 . 0.2

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

1,0

1,0

1.0

1,0

1,0

2.0

2,0

2,0

2,0

2,0

0,04

0,01

0,03

0,02

0,09

0,09

0,08

0,02

14,3

15,0

13,4

14,9

13,8

26,9

25,0

25,8

25,1

24,5 .105

109

111

122

236

203

219

220 210

660 . 640

7,86

2,15

5,24

2,18

12,37

12,06

10,00

2,0

1820284

Составитель Т.Исаева

Техред М.Моргентал

Редактор

Корректор ИЛомакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2026 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5