Способ испытания клеевого соединения на ударный сдвиг

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистииескихРеспублик пп 818262(22) Заявлено 051079 (21) 2825156/25-28 1 И)М Кп з с присоединением заявки Нов С 01 й 3/30 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(3 УДК 620.178. 7 (088.8) Дата опубликования описания 15 Д 1,83 Н.Ривкинд, Н.Ф.Савельева, А.К.Сборовски Т.С.Бабич, Г.А,Волосков и Т.Л.Мако) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ КЛЕЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ НА УДАРНЫЙ СДВИГИзобретение относится к испытаниям материалов, а именно к способамиспытания клеевого соединения на ударный сдвигИзвестен способ испытания клеесоединения на ударный сдвиг, по крому образец испытуемого соединенсостоящий из двух склееных торцамипрутков, закрепляют одним пруткомв жесткой .опоре, а ко второму пруткуприкладывают ударный крутящий.момент 11.Недостатком известного способаявляется невозможность проведения испытаний клеевых соединений в условиях равномерно распределенных по-площади клеевого соединения касательныхнапряжений,Наиболее близким к изобретениюявляется способ испытания клеевогосоединения на ударный сдвиг, по которому образец испытуемого соединеия,состоящий из призматического илицилиндрического основания и приклеенной к его боковой поверхности накладки, устанавливают на жесткую опоруи создают ударную сдвиговую нагрузкуна клеевой слой 2).Сдвиговую нагрузку приклк накладке маятником копра,вогоотоия,ие точ- леевого ое разрушающе клеевогое;клейки,ругости малеевого сл оя адывают по вели. чине отскока которого судят о прочности клеевого соединения.Недостатком известного способа5 является неточность определения прочности клеевого соединения, так какчасть приложенной к образцу энергиизатрачивается на неупругую деформацию накладки, величина которой может 10 быть сравнима с энергией разрушенияклеевого слояЦель изобретения - повышенности определения прочности ксоединения.Цель достигается тем, что основа"ние устанавливают на опору торцом,а сдвиговую нагрузку на клеевой слойсоздают осевым ударом по другому торцу основания, при этом массу М, мо О дуль Е упругости материала и толНщину ЬК накладки выбирают из условий МоссГ., Ент Е ос, Ьи 77 Ьк вгде а - ускорение накладки при уда"ре;С - статическ еенапряжени слпри сдвигГ, - площадь сЕ - модуль уп терн алаососнования30 , толщина кояНа чертеже представлена схемареализации способа,Способ осуществляется следующимобразом,Образец испытуемого соединения,состоящий из призматического основания 1 и приклееной к ее боковой по,верхности накладки 2, устанавливаютторцом 3 на жесткую опору 4, создаютсдвиговую нагрузку на клеевой слой 5осевым ударомпо торцу 6 основания 1,10при этом массу М, модуль Ен упругости материала и толщину Ьи йакладки 2выбирают из условий Нс ГГ Ен Е,.Ьт Ь, ,где а - ускорение накладки 2 при 15ударе;Г - статическое разрущающее напряжение клеевого слоя 5 прйсдвиге,Е - площадь склейки,". 2 ОЕ - модуль упругости материалаоснования 1;толщина клеевого. слоя 5.Прйосевом ударе по торцу 6 в материале основания 1 возникает плоская волна осевых нормальных напряжений, создающая однородное поле осевых динамических деформаций, обеспечивающее ударное сдвиговое нагружение клеевого слоя 5 при незначительных размерах накладки 2 по отношениюк основанию 1. Выбор массы М модуля ЕН упругости материала и тола,инй Ь накладки 2 из указанных условий обеспечивает малые возмущения,вносимые накладкой 2 в поля напряжений и деформаций в основании 1.П р и м е р, Испытывали на ударный сдвиг клеевые соединения стеклопластика со сталью, изготовленныена основе ряда клеевых композиций 40различного состава, в частности водостойких композиций.Части клеевых соединений, имеющиеформу прямой призмы, вырезали в осевом направлении из оболочки стеклопластика диаметром 700 мм, изготовленной намоткой из высокомодульнойстеклонити и эпоксидного связующегосо сложной схемой армирования, состороной квадратного основания, рав Оной 20 мм, и высотой 40 мм. К боковой грани призмы в центре приклеи-вали основанием стальной цилиндрс высотой и диаметром, равными 15 мм,Испытания производили на вертикальном копре. При этом клеевое соединение устанавливали торцом призмына стальной шлифовальной плите большой массы, а на другой ее торецсбрасывался груз массой 9 кг, с заданной последовательно увеличивающейся высоты. При испытании первогообразца клеевого соединения каждоготипа начальная высота сброса и ееприращение при последующих сбросах 65 выбирались равными 5 см. За резуль. тат испытания принимается разрушающая высота Ьр сброса груза, т.е. минимальная высота сброса, при которой происходит отскок накладки. При испытании последующих образцов начальная высота сброса принималась равной 75 от разрушающей высоты сброса груза при испытании первого образца. При этом в случае испытания клеевых композиций с низкой прочностью приращение высоты при после,дующих сбросах уменьшалось до 1 2 см. При вычислении среднего значения разрушающей высотй сброса груза в партии значение йодля первого образца в расчет не принимали.Высокая чувствительность способа к свойствам клеевого слоя объясняется его существенно меньшей погрешностью в определении характеристики прочности по сравнению со способом-прототипом. При испытании обоими сопоставля-емыми способами приложенная к образцу энергияудара расходуется на упругую деформацию Э образца, неупругую деформацию Э образца, на разрушение 3 клеевого слоя 5 и другие потери 34.Т = Э, + Э 2 + Ээ+При испытании способом-прототипом по образцу наносят, удар с постоянной начальной энергией Ти по углу отскока маятника определяют .его остаточную энергию Т причем ТЭ . Измеряемая величина израсходованной энергии В пропорциональна разности Т- Тд р т,е, Вл Т, - Т,р или В гЭ + 3 + Э 4 . Таким образом, в измеряемую величину помимо энергии, необходимой для разрущения 3 клеевого слоя 5, входят величины Э и Э,которые и определяют погрешность измерения, Относительная величина погрешности равнаЭ.+Э 4ЭъПоскольку величины Э и 34 зависят от Т, величина которой постоянна, а Э от Т не зависит, то для клеевых соединений с малой прочностью величина Э может оказаться со" измеримой с Э , а погрешность очець большой.При испытании описываемым способом измеряемая величина энергии В пропорциональна полной энергии Т удара и погрешность определяется формулой+э+ .,Ят-у т,т,е, Э + 34,ТПоскольку всегда Т,17 3, то д (г Ы т,е. погрешность измерения сущест;- венно меньше погрешности при испытании по способу-прототипу,818262 формула изобретения Составитель В,Мешковский Е.Хейфиц, Техред М.Костик Корректор О,Билакедакт Тираж 871 осударственного коми лам изобретений и от Москва, Ж, Раушск аказ 10767/6ВНИИПИпо113035 Подписноеета СССРрытийя наб., д. 4/5 лиал ППП "Патентф, г.ужгород, ул.Проектная,Способ испытания клеевого соединения на ударный сдвиг, по которому образец испытуемого. соединения, состоящий из призматического или цилиндрического основания и приклеенной к его боковой поверхности накладки, устанавливают на жесткую опору и создают ударную сдвиговую нагрузку на клеевой слой, о т л и ч а ющ и й. с я тем, что, с целью повышения точности определения прочности, основание устанавливают на опору торцом, а сдвиговую нагрузку на клеевой слой создают осевым ударом по другому торцу основания, при этом массу, М, модуль Е упругости мате,иала и толщину Ьн накладки выбирают изусловий МС Е Е ъ ГДф) Ь,где а ,- ускорение накладки при ударе,с - статическое разрушакйцее напря 5жение клеевого слоя при сдвиге,Г - площадь склейки,Е - модуль упругости материалаоснования,10 Ь - толщина клеевого слоя.К 1Источники ин 4 ормации,принятые во внимание при экспертизе1. Перри Г,А. Склеивание армированных пластиков, "Судпромгизф,15 Л., 1962, с. 57.2. АМ 51 Е 197.14-73. "Материалысвязующие и клеящие. Метод определения сопротивления ударуф. (прототип).