Разработка прочных клеевых соединений

Очень часто при переходе от традиционного механического или термического способа крепления деталей к их склеиванию необходимо по-новому спроектировать соединение, чтобы добиться более благоприятного распределения растягивающих, сжимающих и сдвигающих усилий, устранив при этом усилия расщепления и отслаивания. Существует несколько широко используемых конфигураций соединений, которые очень хорошо функционируют при механическом или термическом способе соединения деталей, но при использовании клея эти конструкции необходимо модифицировать.

Повышение прочности клеевых соединений встык

Узнайте, почему шпунтовое соединение прочнее, чем стыковое соединение.

Соединение встык — это стандартный способ сварки при сборке двух труб с круглым или прямоугольным сечением. Большая часть нагрузки - это расщепление, но также может возникать напряжение разрыва, если трубы тянут в разные стороны. Расщепление неблагоприятно для клеевых соединений встык. Поэтому необходимо модифицировать конфигурацию соединения для таких конструкций, если предполагается использовать клей.

Соединение «цилиндр в цилиндре» — это модификация соединения встык, когда цилиндр меньшего диаметра вставляется в более крупный полый цилиндр. В новой конструкции соединения сам клей лежит в плоскости действия сдвигающей силы, а усилие расщепления нивелируется благодаря механическому зацеплению трубок. Относительно просто оптимизировать площадь клеевого соединения за счет подбора радиусов труб или длины участка перекрытия. При работе с деревом широко применяется шпунтовое соединение, поскольку при этом эффективно используется механическая прочность дерева, на которую накладывается сдвиговая прочность клеевого соединения.


Повышение прочности Т-образных соединений путем использования соединения шип-паз

Узнайте, почему соединение шип-паз прочнее, чем Т-образное соединение или соединение под углом.

Т-образные соединения типичны для сварки, а также часто используются при механическом крепеже. Типичная нагрузка в этом соединении - расщепление. Эта конструкция не рекомендована для клеевого соединения.

Для повышения прочности Т-образного клеевого соединения во многих случаях осуществляется модификация конструкции, чтобы получить соединение шип-паз. В новой конструкции то же самое приложенное напряжение теперь действует на клеевое соединение в направлениях сдвига, разрыва и сжатия; при этом механическое зацепление обеспечивает дополнительное повышение прочности. Если в какой-либо ситуации невозможно использовать соединение шип-паз (как это бывает во многих металлических конструкциях), то можно добавить фланец к перпендикулярно расположенной детали. Это не только переводит часть усилия расщепления в сдвиговое усилие, но и увеличивает площадь поверхности контакта в клеевом соединении.


Повышение прочности угловых соединений

Узнайте, почему соединение двойным шипом прочнее, чем угловое соединение со скосом в 45 градусов или другие угловые соединения.

Использование угловых соединений со скосом в 45 градусов — это стандартное соединение во многих применениях. Соединение имеет некоторую механическую прочность, чтобы выдержать приложенную к нему силу, однако существует значительное усилие расщепления, которое лежит вне плоскости клеевого соединения. Аналогично Т-образным конфигурациям, эти соединения обладают очень большой прочностью и надежностью при использовании механических или термических способов крепления.

Как и с модификациями Т-образных соединений, прочность угловых конфигураций можно увеличить путем добавления механизма взаимной блокировки. Это может быть соединение двойным шипом, переводящее напряжения в плоскость клеевого соединения. Здесь, как и в случаях с другими вариантами соединений, благоприятных для склеивания, усилие расщепления переводится в сдвигающее и при этом сохраняются механические преимущества стоечно-балочной конструкции.


Конструкция клеевого соединения для склеивания панелей бок о бок

Узнайте, почему соединение внахлёст прочнее, чем стыковое соединение. Стыковое соединение и упрочненное соединение внахлёст.

Стыковое соединение — это стандартный способ сварки при монтаже двух пластин рядом друг с другом. Для удержания вместе двух больших панелей применяют крепежные детали двойного действия со шлицами. Такой прием является распространенным при деревообработке, например, при изготовлении ламинированных столешниц.

Такая конструкция соединения обычно вполне удовлетворительна, если используется термическое или механическое крепление деталей, однако в случае клеевого соединения оно будет испытывать чрезмерное напряжение (аналогично соединению «труба в трубе»). Конфигурации внахлёст чаще всего применяют в промышленных клеевых соединениях, будь то при сборке двух панелей, приклеивании панелей к рамам или для сравнения клеев между собой с целью исследования или проектирования. Усилие расщепления, которое действовало в стыковом соединении, здесь в основном переведено в напряжение сдвига, приложенное поперек области склеивания, хотя небольшое усилие расщепления может сохраняться.


Другие обучающие статьи


Свяжитесь с нами
Мы всегда готовы помочь.

Нужна помощь в подборе подходящего продукта для вашего проекта? Свяжитесь с нами, если вам нужен продукт, совет по применению, техническая информация или вы хотите пообщаться с техническим специалистом 3M. Или позвоните нам по телефону 8 800 250 84 74.

Нужна помощь в подборе подходящего продукта для вашего проекта? Свяжитесь с нами, если вам нужен продукт, совет по применению, техническая информация или вы хотите пообщаться с техническим специалистом 3M. Или позвоните нам по телефону 8 800 250 84 74.

Присоединяйтесь!
Изменить местоположение
Россия - Русский