Особливості з'єднання композиційних матеріалів у вузлах машин та будівельних конструкцій

Abstract

Вступ. Композиційні матеріали (КМ) володіють комплексом властивостей, що відрізняють їх від традиційних конструкційних матеріалів (металів і сплавів), і в сукупності відкривають широкі можливості, як для вдосконалення існуючих конструкцій самого різного призначення, так і для розробки нових конструкцій.

Постановка поблеми. Процес виготовлення конструкцій із застосуванням композитів складається з операцій з'єднання різних елементів у вузли та агрегати. Конструктивне оформлення з'єднань композитних елементів характеризується значною різноманітністю. Кожне з'єднання володіє перевагами та недоліками і їх вибір залежить від характеру і величини навантажень, розмірів деталей, фізико-механічних властивостей матеріалів, умов експлуатації, вартості. Звідси виникають технологічні проблеми при з'єднанні деталей з КМ, пов'язані, в першу чергу, із вибором оптимального способу з'єднання.

Мета роботи. Метою роботи є аналіз особливостей основних способів з'єднання волокнистих композиційних матеріалів на полімерній основі та визначення галузей їх застосування для створення конструкцій.

Викладення основного матеріалу. Композиційні матеріали, у більшості, володіють незначними деформаціями руйнування, тому навіть їх несуттєве подовження може призвести до локального руйнування композита вже в процесі затягування різьбових з'єднань або клепки при механічному з'єднанні. Шаруватість структури композитів призводить до перевантаження шарів КМ, що прилягають до клейового прошарку, і може викликати їх відрив або розшарування при адгезійних способах з'єднання. Ці особливості слід враховувати при виборі виду з'єднань та оцінці їх міцності.

Механічні способи з'єднання доцільно застосовувати при наявності значних розшаровуючих напружень, коли необхідні особливі критерії надійності і у випадку обов'язкового періодичного розбирання конструкції, при цьому слід враховувати вплив появи у з'єднанні концентраторів напружень.

Адгезійні (клеєні) з'єднання забезпечують суттєве зниження концентрації напружень, що дозволяє підвищити межу міцності в умовах дії як статичних, так і динамічних навантажень, із одночасним зниженням маси конструкції і вартості вузлів з композиційних матеріалів.

Висновки. Вибір та застосування виду з'єднання композиційних матеріалів залежить від типу навантажень (статичні або втомні), надійності, легкості у виробництві, вартості та від спеціальних умов (необхідності отримання розбірних , розсувних або інших видів з'єднань).